[發明專利]在智能天線陣列中或與其相關的改進

有效

• 申請號: 02123022.6
• 申請日: 2002-06-12
• 公開（公告）號: CN1391310A
• 公開（公告）日: 2003-01-15
• 發明（設計）人: 郭英杰
• 申請（專利權）人: 莫比斯菲爾有限公司
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q23/00;H04Q7/00;H04Q7/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王勇,張志醒

技術領域

本發明涉及智能天線陣列的波束形成方法。

背景技術

在其他情況下稱為自適應天線陣列的智能天線陣列包括連接到組合/波束形成網絡的低增益天線。智能天線可通過距離延伸，死區填充和改善的建筑物穿透性提供增強的作用距離。通過在基站改進發送和接收可增加可允許的路徑損耗，由此能改善該基站的距離范圍。通過在基站使用智能天線能降低一個無線網絡的原始開發成本：隨在系統使用中的開發，通過增加附加小區地點和減小現存基站距離范圍能增加系統的容量。

由此智能天線陣列方便實施的數字波束形成對UMTS網絡被考慮為最有前途的技術之一。線性和平面天線陣列通常被考慮成候選天線類型。這是因為相對其他例如環形陣列類型的天線它們產生低的旁瓣。如果一個通信天線陣列在其波束圖形中產生高的旁瓣，這將使強干擾信號在某些方向上到達移動終端，對于下行鏈路傳輸可以是一個嚴重的問題。

在R’99UTRAN技術條件中，引入反饋機制來幫助應用兩個天線的發射分集技術。概念是使用不同的擾頻碼從兩個不同的天線發射固定功率的下行鏈路信號到所有在公共頻道中的移動終端，并之后按照從指定的移動終端接收的反饋信號對專用頻道采用天線加權，目前對在引入反饋信號傳輸到四個天線的建議存在很大的商業興趣。這樣的反饋信息使自適應波束形成用于具有四個元件的陣列。一方面，由于有限的信號傳輸帶寬，不可能有時引入用于多于四個天線的任何信號傳輸機制。另一方面，某些陣列，例如用于蜂窩網絡的環形陣列需要至少八個天線以獲得顯著的陣列增益。同樣，可以想像，由多于四個元件組成的線性天線陣列將用在未來的UTRAN產品中。

發明內容

本發明力圖提供適于用在蜂窩基站中的改進的天線裝置。本發明還力圖提供增加一個蜂窩通信基站的容量的可操作的天線裝置。本發明也力圖提供一種波束形成技術，該技術能開發目前反饋信號傳輸方案于大的陣列中，并用于定向的或全向的天線。

按照本發明的第一方面，提供了一種智能天線基站裝置，包括一個天線元件陣列，該陣列被細分成許多子陣列，其中：

一個元件或選自每個子陣列的多個元件可操作以廣播公共控制頻道信號，工作時該信號由在該基站覆蓋的區域中的移動終端返回；

該裝置是可操作的，以應用儲存的加權數據和與反饋數據一起到達的數據的方向使該陣列產生在所說移動終端方向的定向的下行鏈路波束。

該反饋信號能促使用于波束形成加權的相位和幅度分量的最佳化分配于專用頻道。

該反饋信號能促使用于波束形成加權的相位分量的最佳化分配于專用頻道。

該反饋信號能促使用于波束形成加權的幅度分量的最佳化分配于專用頻道。

該反饋信號的相位信息能用來確定該引導天線加權的相位分量。

該反饋信號的幅度能用來確定該引導天線加權的幅度分量。

陣列可包括多個定向天線或一個全向天線陣列。

按照本發明的第二方面，提供了操作一個智能天線基站裝置的方法，該裝置包括一個天線元件陣列，該陣列細分成多個子陣列，該方法包括步驟：

從一個元件或每個子陣列選擇的多個元件發送引導信號；

接收由在基站覆蓋的區域中的移動終端返回的反饋信號；

該裝置是可操作的，以應用儲存的加權數據和與反饋數據一起到達的數據的方向使該陣列產生在所說移動終端方向的定向的下行鏈路波束。

這樣本發明的第一方向提供了反饋信號傳輸技術，這種技術目前由在大陣列中用四個定向的或全向的天線的3GPP所考慮。本發明適用于目前被確定為第三代蜂窩無線網絡的CDMA無線蜂窩系統，和其他的無線系統，例如TDMA系統和無線LAN。本發明因此能促進實現智能天線的進一步的優點。

附圖說明

根據考慮下列說明書和表示在附圖圖表中的圖可更容易理解本發明和本發明的不同的其他方面和特征可變得顯而易見，其中：

圖1表示一個環形陣列的波束圖形的例子；

圖2表示以一個圓配置的全向天線的2-維裝置；

圖3表示以一個正方形配置的全向天線的2-維裝置；

圖4表示基本的自適應波束形成器配置；

圖5表示一個主波瓣陣列圖的內插/旋轉標度；

圖6表示關于波束形成的一個流程圖；

圖7表示關于波束形成的第二個流程圖；