基于定向天線的手機分集系統(tǒng)及手機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無線通訊天線技術(shù)領(lǐng)域，涉及用于移動通訊終端的多天線系統(tǒng)，具體為一種基于定向天線的手機分集系統(tǒng)及手機。
【背景技術(shù)】
[0002]人們對無線通信系統(tǒng)的要求越來越高，如高的傳輸速率，低誤碼率等，這就對天線提出了更高的要求，因此，以小型化多頻段天線單元為基礎(chǔ)的MIMO天線系統(tǒng)成為研究的一個熱點。所謂MIMO (Multiple-1nput Multiple-Output)技術(shù)指在發(fā)射端和接收端分別使用多個發(fā)射天線和接收天線，使信號通過發(fā)射端與接收端的多個天線傳送和接收，從而改善通信質(zhì)量。MIMO系統(tǒng)通常要求天線單元之間要具有低相關(guān)性。這就要求天線單元之間具有小的互耦。因此，如何減小天線單元之間的互耦是一個關(guān)鍵的問題。天線單元的設(shè)計、陣列單元的數(shù)目、陣列結(jié)構(gòu)、陣列放置方式等因素直接影響天線單元之間的互耦?；ヱ畹拇嬖诩葧档吞炀€效率，也會對天線單元之間的相關(guān)性產(chǎn)生影響。特別是對于手機MMO天線而言，由于手機主板較小且多副天線共用相同的系統(tǒng)地平面，必然導(dǎo)致多天線之間有強烈的耦合，從而使得Mnro天線的相關(guān)性系數(shù)很大，削弱了 Mnro天線多徑的優(yōu)勢。因此，在設(shè)計Mnro手機天線時，解耦已成為當今設(shè)計的重點與難點。因此，解耦技術(shù)是多天線系統(tǒng)設(shè)計的核心問題之一。
[0003]除此之外，影響現(xiàn)有通信系統(tǒng)的一些常見問題有:
多徑衰落。接收機接收到的信號是各個方向到達信號的總和，它是多徑傳播的結(jié)果，地形和建筑物使得接收到的信號功率隨機起伏，它是距離的函數(shù)，這些來自不同路徑的信號，以不同相位迭加，使接收到的信號幅度和相位隨著天線方向、位置、極化和時間而變化。
[0004]時延擴散。移動臺使用中的多徑傳播本質(zhì)，使得接收到的信號具有多個不同的延遲，體現(xiàn)在時域中信號的擴展。均方根時延擴展從城市區(qū)域的幾分之一微秒變化到山區(qū)的100微秒，這使得信號的最大帶寬被限制在40~250 KHz,當傳播時延超過碼元周期的10%時，會發(fā)生碼間干擾，這種干擾會限制數(shù)據(jù)傳輸速率。
[0005]同頻干擾。在給定頻譜的通信系統(tǒng)中，信道個數(shù)是有限的，限制了系統(tǒng)通信容量，增加容量的辦法就是頻率復(fù)用，但是，頻率復(fù)用會引起同頻干擾，在CDMA系統(tǒng)中，蜂窩內(nèi)和相鄰蜂窩都有許多強干擾源。由于CDMA的反向鏈路(從移動臺到基站)是弱鏈路，基站接收的每個用戶信號不僅受到本蜂窩小區(qū)內(nèi)的多址干擾，而且還會受到相鄰蜂窩用戶的干擾。對于給定的同信道干擾水平，可以通過減小蜂窩的大小來提高容量，但是要以增加額外的基站為代價。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提出了一種基于定向天線的手機分集系統(tǒng)及手機。
[0007]本發(fā)明的基本方案如下: 一種基于定向天線的手機分集系統(tǒng)，包括基板，多個天線單元，信道切換單元、處理器單元;
所述處理器單元通過檢測信號的電平和相位判斷信號的強度和時延，然后通過信道切換單元切換；
天線單元環(huán)繞基板的中心分布于基板邊緣，天線單元的分布要求是使基板平面任一方向處于至少兩個天線單元的半功率角內(nèi)。
[0008]所述的基于定向天線的手機分集系統(tǒng)，所述天線單元數(shù)量多4。
[0009]所述的基于定向天線的手機分集系統(tǒng)，所用天線單元為定向天線單元，天線單元的立體方向性圖基本為半球或錐形，赤道面方向性圖基本為半圓或扇形，所述赤道面為基板上表面所在平面。
[0010]所述的基于定向天線的手機分集系統(tǒng)，所述的天線單元覆蓋頻率相同或至少有一段頻帶所有天線單元均能覆蓋。
[0011]所述的多個定向天線單元將空間劃分為多個扇區(qū)，每個扇區(qū)至少被兩個相鄰的天線單元覆蓋，根據(jù)各定向天線接收信號強度和時延比較，確定發(fā)射端的位置，根據(jù)比較結(jié)果將發(fā)射信號切換到接收信號最強、時延最短的定向天線上，形成一個空間濾波器，使信號得到增強，同時抑制干擾和噪聲；所述發(fā)射端為基站或無線路由器。
[0012]—種采用所述的基于定向天線的手機分集系統(tǒng)的手機。
[0013]本發(fā)明的有益效果:首先，本系統(tǒng)基于方向圖分集原理，在手機中首次采用了定向天線單元，在相同功率下，定向天線單元發(fā)射能量更為集中，在半功率角內(nèi)方向上比全向天線傳播距離更遠。其次，確定發(fā)射端方向后，除該方向上的定向天線，其它天線都被關(guān)閉，形成一個空間濾波器，因此除發(fā)射端方向上的信號外，其余方向上的多徑干擾信號，以及同頻干擾信號等都被過濾掉了，因此能夠抑制多徑衰落，時延擴散，同頻干擾等問題。再次，由于每一個定向天線單元都不處于其余定向天線單元的半功率角內(nèi)，因此互不干擾，實現(xiàn)了Mnro天線間的高度解耦。所以整體上，可以實現(xiàn)提升手機上網(wǎng)速度，提高抗干擾能力，增加信號傳播距離。
【附圖說明】
[0014]圖1是實施例1的基于定向天線的手機分集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意框圖；
圖2是實施例1的基于定向天線的手機分集系統(tǒng)的工作原理圖；
圖3是實施例2的基于定向天線的手機分集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意框圖；
圖中，信道切換單元1、處理器單元2、基板3、第一定向天線單元41、第二定向天線單元 42、第三定向天線單元43、第四定向天線單元44、第五定向天線單元45、第六定向天線單元
46、第七定向天線單元47、第八定向天線單元48、第一扇區(qū)5、第二扇區(qū)6、第三扇區(qū)7、 第四扇區(qū)8、發(fā)射端9、多徑干擾信號10、同頻源11、障礙物12。
【具體實施方式】
[0015]下面通過具體實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0016]實施例1 所述的基于定向天線的手機分集系統(tǒng)，如圖1所示，包括基板3，四個定向天線單元(41、42、43、44)，處理器單元2，信道切換單元I。四個定向天線單元為相同的天線單元。所述定向天線單元的方向性圖，在赤道面上的半功率角為180度(