使用多个GNSS天线提高方位角确定准确性制造技术

本公开的各方面可通过采用定位在基站天线上的多于两个GNSS天线来提高已知的方位角确定技术的准确性。该技术可以使用GNSS天线的一个或多个组合来确定基站天线的方位角，其用于提高方位角确定的准确性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用多个GNSS天线提高方位角确定准确性
技术介绍
本公开涉及基站天线，并且更具体而言涉及用于确定基站天线的方位角指向方向的装置。为了在整个定义的区域内提供无线电信号，蜂窝通信系统中的每个定向天线都旨在相对于正北方面向具体的方向(被称为“方位角”)，相对于方位角的平面中的水平面以具体的向下角度倾斜(称为“倾斜角(tilt)”又称“俯仰角(pitch)”)，并且相对于该水平面垂直地对准(称为“翻滚角(roll)”又称“偏斜角(skew)”)。目前存在的对准工具便于对准基站天线的方位角指向方向。一种常规的对准工具使用全球定位系统(“GPS”)卫星。更具体地，一个或多个GPS天线可以附接到基站天线。基于从GPS卫星接收到的信号和GPS天线在基站天线上的位置，对准工具可以确定基站天线的方位角指向方向。然而，由于高成本，这些对准工具通常在安装基站天线之后被移除。不幸的是，方位角、倾斜角和翻滚角中不期望的改变可能不利地影响诸如基站天线之类的定向天线的覆盖范围。除其他特性外，由于存在强风、腐蚀、初始安装不良、振动、飓风、龙卷风、地震或其他因素，天线的方位角指向方向可能随时间而改变。因此，如果存在安装后监测天线的方位角指向方向的技术，则将是期望的。
技术实现思路
本公开的各方面可以通过采用定位在基站天线上的多于两个的GNSS天线来提高已知的方位角指向方向确定技术的准确性。在一方面，技术可使用GNSS天线的一个或多个组合来确定基站天线的方位角指向方向。附图说明结合附图阅读将更好地理解本专利技术的以下详细描述。然而，应该理解，本专利技术不限于所示的精确布置和手段。附图中：图1是具有两个全球导航卫星系统(“GNSS”)天线的基站天线示意性俯视图，该两个全球导航卫星系统(GNSS)天线可用于确定基站天线方位角指向方向；图2是根据本公开的方面采用四个GNSS天线的基站天线的示意性俯视图，该四个GNSS天线用于确定基站天线的方位角指向方向；图3是试图从GPS卫星接收信号的基站天线示意性图示；图4是根据本公开的方面采用四个GNSS天线的基站天线的示意性俯视图，该四个GNSS天线用于创建用于确定基站天线的方位角指向方向的相控阵列；以及图5是根据本公开的方面采用GNSS天线的基站天线的示意性图示，这些GNSS天线被配置为引导波束以接收来自GPS卫星的信号。具体实施方式在以下描述中使用了某些术语，仅为了方便而非限制性的。词语“下”、“底”、“上”和“顶”指定所参考的图中的方向。除非在本文中特别阐述，否则术语“一”，“一个”和“该”不限于一个元素，而是应该被解读为意思是“至少一个”。术语包括以上指出的词语、其衍生词和类似含义的词语。还应该理解的是，当涉及本专利技术的部件的尺寸或特性时，在此使用的术语“约”、“大约”、“一般地”、“基本上”和相似的术语指示所描述的尺寸/特性不是严格的边界或参数，并且不由此排除功能上相似的细微变化。至少，包括数字参数的这样的引用将包括在使用本领域所接受的数学和工业原理(例如取整、测量或其他系统误差，制造公差等)时不会改变最低有效位的变化。如以上所讨论的，在安装基站天线之后，可能发生基站天线的指向方向中的不期望的改变。为解决这些安装后的问题，技术可以包括全球导航卫星系统(GNSS)天线。例如，如图1所示，一种技术可以采用安装在基站天线100顶部的两个GNSS天线101、103。两个GNSS天线101、103中的每一个可包括接收器，并且，使用这些部件可以确定GNSS天线101、103中的每一个的精确位置。两个GNSS天线101、103中的每一个均可从一个或多个GPS卫星接收信号。在GNSS天线101、103中的一个或多个天线内或与GNSS天线101、103分离的处理器(未示出)可解析接收到的GPS卫星信号以获得载波相位信息、载波波长信息和卫星星历信息。通过使用GNSS天线101、103中的每一个的位置信息和解析的卫星信号信息，处理器可以获得从GNSS天线101延伸到GNSS天线103的虚构基线105的方位角指向方向。然后，可以基于GNSS天线101、103的固有的机械放置，根据已知的方位角角度偏差来计算基站天线100的方位角指向方向。这样的计算的进一步的细节可以在Boucher的第2013/0127657号美国专利公开中查到，该专利公开的全部内容整体并入本文。以上所讨论的技术的准确性可以至少部分取决于GNSS天线101、103之间的距离。更具体地，GNSS天线101、103分开越远，基站天线100的方位角指向方向确定就越准确。一般地，如果GNSS天线101、103相隔数十米，则基于GNSS天线101、103的单组位置读数的单次方位角计算可以是相对准确的，误差小于1°。然而，随着两个GNSS天线101、103之间的距离缩短，方位角指向方向确定的准确性降低。为了补偿这些不准确性，可以采用GNSS天线101、103的多个位置采样以及GNSS天线101、103之间的多次方位角指向方向确定。这多个采样可以被平均以提供平均的方位角指向方向，该平均的方位角指向方向在统计上可以比基于单个采样的方位角指向方向确定准确得多。如果在较长时间内采样并取平均值，则所确定的方位角指向方向的不准确性可以进一步降低。本公开的各方面可以通过采用多于两个GNSS天线来提高已知的方位角指向方向确定技术的准确性。现在参考图2，示出了包括四个GNSS天线201、203、205、207的基站天线200的顶部。利用四个GNSS天线，可以计算至少六个不同的方位角角度，即图2中示出的基线202、204、206、208、210和212的方位角角度。一个或多个处理器209可耦合到GNSS天线201、203、205、207中的每一个。与本专利技术保持一致，处理器209也可以定位在基站天线200附近的任何地方，或者远离基站天线200。处理器209可以在任意给定时刻监测GNSS天线201、203、205、207中的每一个从其接收信号的卫星的数量，并且选择GNSS天线201、203、205、207中的正在跟踪最大数量的GPS卫星的两个GNSS天线。然后可以通过使用所选择的两个GNSS天线来确定方位角指向方向。可替代地，通过使用四个GNSS天线201、203、205、207可以确定所有六个方位角角度，其包括以下各项的方位角角度：基线202(使用GNSS天线201、203)、基线204(使用GNSS天线203、205)、基线206(使用GNSS天线205、207)、基线208(使用GNSS天线201、207)、基线210(使用GNSS天线201、205)和基线212(使用GNSS天线203、207)。在一些实施例中，可以应用加权因子以对使用跟踪最大数量的卫星的GNSS天线的方位角角度进行“加权”。然后可以应用算法来计算加权平均值以确定基站天线200的最可能的方位角指向方向。作为另一种替代，可以计算所有以上所讨论的方位角角度的平均值，并且可以根据该平均值直接确定基站天线方位角指向方向。应该指出的是，在与本公开保持一致情况下，可以使用以上计算的其他变形，例如，使用GNSS天线201、203、205、207中的一个或多个天线的任意组合来确定基站天线200的方位角指向方向。还应该指出的是，根据本公本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定基站天线的方位角指向方向的方法，所述方法包括：提供基站天线，该基站天线包括安装在其上的第一全球导航卫星系统(“GNSS”)天线、第二GNSS天线、第三GNSS天线和第四GNSS天线，其中第一虚构线在第一GNSS天线和第二GNSS天线之间延伸，第二虚构线在第一GNSS天线和第三GNSS天线之间延伸，第三虚构线在第一GNSS天线和第四GNSS天线之间延伸，第四虚构线在第二GNSS天线和第三GNSS天线之间延伸，第五虚构线在第二GNSS天线和第四GNSS天线之间延伸，并且第六虚构线在第三GNSS天线和第四GNSS天线之间延伸；在第一GNSS天线、第二GNSS天线、第三GNSS天线和第四GNSS天线处接收来自多个全球定位系统(“GPS”)卫星中的第一全球定位系统(“GPS”)卫星的信号；确定所述第一虚构线至第六虚构线中的至少两个虚构线的方位角角度；以及至少部分地基于所确定的所述第一虚构线至第六虚构线中的所述至少两个虚构线的方位角角度，来确定所述基站天线的方位角指向方向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.08 US 62/276,3051.一种确定基站天线的方位角指向方向的方法，所述方法包括：提供基站天线，该基站天线包括安装在其上的第一全球导航卫星系统(“GNSS”)天线、第二GNSS天线、第三GNSS天线和第四GNSS天线，其中第一虚构线在第一GNSS天线和第二GNSS天线之间延伸，第二虚构线在第一GNSS天线和第三GNSS天线之间延伸，第三虚构线在第一GNSS天线和第四GNSS天线之间延伸，第四虚构线在第二GNSS天线和第三GNSS天线之间延伸，第五虚构线在第二GNSS天线和第四GNSS天线之间延伸，并且第六虚构线在第三GNSS天线和第四GNSS天线之间延伸；在第一GNSS天线、第二GNSS天线、第三GNSS天线和第四GNSS天线处接收来自多个全球定位系统(“GPS”)卫星中的第一全球定位系统(“GPS”)卫星的信号；确定所述第一虚构线至第六虚构线中的至少两个虚构线的方位角角度；以及至少部分地基于所确定的所述第一虚构线至第六虚构线中的所述至少两个虚构线的方位角角度，来确定所述基站天线的方位角指向方向。2.如权利要求1所述的方法，其中确定所述第一虚构线至第六虚构线中的至少两个虚构线的方位角角度包括：确定所述第一虚构线至第六虚构线中的三个虚构线的方位角角度，并且其中至少部分地基于所确定的所述第一虚构线至第六虚构线中的所述至少两个虚构线的方位角角度来确定所述基站天线的方位角指向方向包括：至少部分地基于所确定的所述第一虚构线至第六虚构线中的所述三个虚构线的方位角角度来确定所述基站天线的方位角指向方向。3.如权利要求1所述的方法，其中确定所述第一虚构线至第六虚构线中的至少两个虚构线的方位角角度包括：确定所述第一虚构线至第六虚构线中的所有六个虚构线的方位角角度，并且其中至少部分地基于所确定的所述第一虚构线至第六虚构线中的所述至少两个虚构线的方位角角度来确定所述基站天线的方位角指向方向包括：至少部分地基于所确定的所述第一虚构线至第六虚构线的方位角角度来确定所述基站天线的方位角指向方向。4.如权利要求1所述的方法，其中至少部分地基于所确定的所述第一虚构线至第六虚构线中的至少两个虚构线的方位角角度来确定所述基站天线的方位角指向方向包括：相比与GNSS天线中的另一个GNSS天线相关的方位角角度，对延伸至所述第一GNSS天线至第四GNSS天线中的跟踪最多GPS卫星的一个GNSS天线的所述第一虚构线至第六虚构线的方位角角度给予更多权重。5.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中至少部分地基于所确定的所述第一虚构线至第六虚构线中的至少两个虚构线的方位角角度来确定所述基站天线的方位角指向方向包括：基于所确定的第一虚构线的方位角角度来确定所述基站天线的第一估计方位角指向方向；基于所确定的第二虚构线的方位角角度来确定所述基站天线的第二估计方位角指向方向；以及基于所述基站天线的多个估计方位角指向方向的平均值来确定所述基站天线的方位角指向方向，所述基站天线的所述多个估计方位角指向方向包括第一估计方位角指向方向和第二估计方位角指向方向。6.一种确定基站天线的方位角指向方向的方法，所述方法包括：提供基站天线，该基站天线包括安装在其上的第一全球导航卫星系统(“GNSS”)天线、第二GNSS天线、第三GNSS天线和第四GNSS天线，其中第一虚构线在第一GNSS天线和第二GNSS天线之间延伸，第二虚构线在第一GNSS天线和第三GNSS天线之间延伸，第三虚构线在第一GNSS天线和第四GNSS天...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·米凯利斯，S·派特尔，A·莫罗，A·西尼可，G·P·维拉科利洛，
申请(专利权)人：康普技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US