[發明專利]使用變換矩陣產生多個輻射模式的方法和系統

有效

• 申請號: 200680015314.2
• 申請日: 2006-02-13
• 公開（公告）號: CN101248649A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: 杭·金;楊維東;丹尼爾·維;皮爾·達維斯;約翰·格拉貝爾;布雷恩·庫爾特茲
• 申請（專利權）人: 納維尼網絡公司
• 主分類號: H04M1/00
• 分類號: H04M1/00
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 李曉冬

交叉引用

本申請要求于2005年3月4日提交、申請號為No.60/658,839、題為“Using?Transform?Matrix?to?Generate?Multiple?Desired?Radiation?Patterns”的美國臨時專利申請，以及于2006年2月3日提交的題為“Method?andsystem?for?Generating?Multiple?Radiation?Patterns?Using?Transform?Matrix”的美國非臨時專利申請的優先權。

技術領域

本發明一般地涉及天線系統，更具體地，涉及使用天線陣列的變換矩陣來產生多個輻射模式。

背景技術

在通信系統中，無論其遵照GSM，CDMA還是其他技術標準，基站與移動終端之間的通信通常包括一個或多個用于傳輸數據信號的業務信道，以及一個或多個用于交換控制信號的控制信道。對某些信號控制信道，例如，CDMA系統的導頻信道而言，必須全方向地廣播控制信號，以便覆蓋整個小區或扇形小區。另一方面，希望引導用于通過業務信道與特定移動設備通信而形成的窄波束，而不會干擾其附近的其他移動設備。波束形成模式針對特定用戶，而且其具有窄波束寬度。

邏輯上，這可以通過兩種途徑實現：第一種途徑是通過一組天線產生波束成形模式，并通過其他組天線產生全向模式。第二種途徑是使用單組天線，但全向模式需要被合成。但是，第一種途徑將增加與全向模式產生相關的成本。對第一種途徑而言，兩組天線的物理布置同樣增加了困難。已有針對波束成形和全向廣播合成的問題的討論。將全向廣播模式與波束成形手段綜合的困難仍是一項需要更新、更好的技術方案的挑戰。

因此，需要提供改進的方法，其允許天線陣列同時提供波束成形和全向模式，而不需要用于全向模式的額外天線或全向模式合成。

發明內容

公開了一種產生多個輻射模式的系統和方法。一種天線系統包括天線陣列，其具有一個或多個天線，用于提供第一輻射模式和第二輻射模式；變換矩陣，其用于根據變換函數M，將一個或多個輸入轉換為一個或多個輸出，其中，變換矩陣的輸出為天線提供具有預定相位和幅度的信號，用于產生第一輻射模式和第二輻射模式；以及發射機，其用于為變換矩陣的輸入提供對應于第一輻射模式的第一組信號和對應于第二輻射模式的第二組信號。

本發明的一個目的是提供一種天線系統，該天線系統包括天線陣列，其具有N個天線，用于提供窄波束寬度的第一輻射模式和寬波束寬度的第二輻射模式；變換矩陣，其用于根據變換函數M，將N個輸入端變換為N個輸出端；以及發射機。變換矩陣的N個輸出為N個天線提供具有預定相位和幅度的信號，用于產生第一輻射模式和第二輻射模式。發射機被配置為向變換矩陣的N個輸入提供對應于第一輻射模式的第一組信號和對應于第二輻射模式的第二組信號。變換矩陣將第一組信號和第二組信號相組合，用于產生第一輻射模式和第二輻射模式所需的預定相位和幅度。

本發明的另一目的是公開一種產生多個輻射模式的方法。該方法包括確定要由天線陣列發射的對應于具有第一波束寬度的第一輻射模式的第一輸出權重，以及對應于具有第二波束寬度的第二輻射模式的第二輸出權重，基于耦合到天線陣列的預定變換矩陣的變換函數和第一和第二輸出權重，獲得第一和第二輸入權重。然后，產生對應于第一輻射模式和第二輻射模式的分別利用第一和第二輸入權重編制的第一和第二組輸入信號。

附圖說明

圖1是示出根據本發明的一個實施例的典型基站的示意圖。

圖2是示出圖1中的典型基站的另一設置的示意圖。

圖3是示出根據本發明的一個實施例的變換矩陣的圖。

圖4是示出根據本發明的一個實施例的為不同輻射模式產生權重的步驟的流程圖。

具體實施方式

以下雖然按照幾個有限的例子來說明本發明，但是，可以理解的是，本發明可以應用到任何多址技術。這些多址技術包括頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)、碼分多址(CDMA)，正交頻分復用(OFDM)系統，以及這些系統的任意組合，無論同步還是非同步，無論使用頻分復用還是時分復用。