[發(fā)明專利]陣列天線裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680050417.2
• 申請日: 2006-01-04
• 公開（公告）號: CN101356747A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·彼得森;M·約翰遜;U·恩格斯特倫;A·德納伊德;M·安德森;B·戈蘭森
• 申請（專利權(quán)）人: 艾利森電話股份有限公司
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 李娜;王忠忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及包括通信小區(qū)(communication?cell)中至少一個基站的無線通信系統(tǒng)，所述基站配備有至少一個包括至少兩個天線端口的陣列天線，所述至少兩個端口連接到各自的至少兩個相應(yīng)的天線元件上，所述至少兩個天線元件中的至少兩個具有基本相同的偏振。

根據(jù)本發(fā)明的特定方面，在第一操作模式中，陣列天線被安排成經(jīng)由一個天線輻射波瓣進(jìn)行通信，將一個信息流通信到小區(qū)(cell)中的至少一個UE(用戶設(shè)備)。

本發(fā)明還涉及用于來自通信小區(qū)中基站陣列天線的至少一個信息流的通信的方法，基站陣列天線包括至少兩個天線端口，所述至少兩個端口連接到各自的至少兩個相應(yīng)的天線元件上，所述至少兩個天線元件中的至少兩個具有實(shí)質(zhì)上相同的偏振。

根據(jù)本發(fā)明的特定方面，在第一操作模式中，所述方法包括步驟：經(jīng)由一個天線輻射波瓣將一個信息流通信到小區(qū)中的至少一個UE(用戶設(shè)備)。

背景技術(shù)

對無線通信系統(tǒng)的需求在穩(wěn)定的增長，并且仍在增長，在增長期間采取了若干技術(shù)上的進(jìn)步。為了通過使用非相關(guān)傳播路徑來獲得無線系統(tǒng)的增加的系統(tǒng)能力和用戶數(shù)據(jù)比特率，考慮用MIMO(多輸入多輸出)系統(tǒng)來組成優(yōu)選的技術(shù)，用于提高能力和用戶數(shù)據(jù)比特率。MIMO使用若干單獨(dú)的獨(dú)立信號路徑，例如通過若干發(fā)送和接收天線。

通常，MIMO系統(tǒng)使用非相關(guān)的，或至少實(shí)質(zhì)上非相關(guān)的發(fā)送信號。該上下文中術(shù)語“非相關(guān)信號”的意思是輻射模式(radiation?pattern)是實(shí)質(zhì)上非相關(guān)的。如今通過空間分離使這成為可能，即具有至少兩個分開5-10個波長的天線，(從天線設(shè)計(jì)用于的頻帶的中心頻率計(jì)算出來的)，通常在方位上，從而獲得天線端口處信號之間的低相關(guān)性。所述至少兩個天線每個具有至少一個天線輻射波瓣。

還可以把空間分離和偏振分離結(jié)合起來，在偏振分離的情況下天線還被安排用于具有正交偏振的信號的發(fā)送和接收。

MIMO系統(tǒng)中的基站從而可裝配有若干天線，分開5-10個波長，基站天線中的每一個設(shè)計(jì)用于一個偏振或多個實(shí)質(zhì)上非相關(guān)的偏振，典型的是兩個實(shí)質(zhì)上非相關(guān)的偏振。這些天線通過空間或偏振或者上述兩者，產(chǎn)生非相關(guān)的天線輻射波瓣。

在MIMO系統(tǒng)中給用戶設(shè)備(例如移動電話或便攜計(jì)算機(jī))裝配至少兩個天線端口用于通信是必要的。

現(xiàn)有MIMO裝置的問題在于，由于將原始信息流劃分為兩個或更多個單獨(dú)的信息流，在給定固定的輸出功率下，SNR(信噪比)惡化了。降低的SNR導(dǎo)致傳送數(shù)據(jù)的速率、數(shù)據(jù)比特率，被降低。

此外，基站和用戶設(shè)備之間的信號路徑會被若干目標(biāo)阻擋，例如市內(nèi)環(huán)境中的大建筑物，這些目標(biāo)造成若干反射。這些反射會導(dǎo)致信噪比(SNR)變得更加惡劣，并且因此路徑中有越多的建筑物，在基站和用戶設(shè)備之間發(fā)送的信號就越來越有噪聲。因而可能僅在基站附近使用MIMO。好的MIMO性能需要好的SNR。

傳統(tǒng)的MIMO系統(tǒng)，每個天線具有一個信息流，因此在市內(nèi)環(huán)境和鄉(xiāng)村中都為基站和用戶設(shè)備之間有關(guān)于數(shù)據(jù)比特率的劣勢所煩惱，這是因?yàn)檫@樣的事實(shí)，為了獲得實(shí)質(zhì)上非相關(guān)的信號，基站天線輻射波瓣空間上分離。這意味著對于給定的表面面積和輸出功率，MIMO系統(tǒng)不能進(jìn)行最理想的使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的目標(biāo)問題是提供一種適合MIMO系統(tǒng)的裝置，該裝置能夠在具有至少兩個天線端口的基站和用戶設(shè)備之間提供增強(qiáng)的通信，所述用戶設(shè)備具有至少兩個天線端口用于經(jīng)由所述至少兩個基站天線輻射波瓣通信。

根據(jù)引言部分，通過無線通信系統(tǒng)解決所述目標(biāo)問題，其中所述陣列天線被安排用于經(jīng)由至少兩個天線輻射波瓣進(jìn)行通信，每個天線輻射波瓣將信息流通信到小區(qū)中至少一個UE(用戶設(shè)備)，因而通過MIMO(多輸入多輸出)進(jìn)行通信。

根據(jù)本發(fā)明的特定方面，這對應(yīng)于第二操作模式。

所述目標(biāo)問題還可通過被安排用于該通信系統(tǒng)的陣列天線來解決。

此外，所述目標(biāo)問題還可通過根據(jù)引言的方法來解決，其中該方法進(jìn)一步包括步驟：經(jīng)由至少兩個天線輻射波瓣，將至少兩個信息流通信到小區(qū)中的所述至少一個UE(用戶設(shè)備)。

根據(jù)本發(fā)明的特定方面，這對應(yīng)于第二操作模式。

這意味著由于將原始信息流分為兩個或更多個分開的信息流而導(dǎo)致的SNR降低，會通過使用陣列增益而或多或少地恢復(fù)，此外需要關(guān)于信道的相對少量的信息。

在從屬權(quán)利要求中公開了優(yōu)選實(shí)施例。

通過本發(fā)明獲得了若干優(yōu)勢，例如：

-較高的比特率能力

-安裝容易和較低的站點(diǎn)成本