[發(fā)明專利]用于在無線通信網(wǎng)絡(luò)中提供通信的系統(tǒng)架構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980143861.2
• 申請(qǐng)日: 2009-07-23
• 公開（公告）號(hào): CN102204120A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·奧姆;T·維爾德;M·施密特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 阿爾卡特朗訊
• 主分類號(hào): H04B7/185
• 分類號(hào): H04B7/185
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于在無線通信網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行通信的方法、基站、移動(dòng)臺(tái)以及無線通信網(wǎng)絡(luò)。

背景技術(shù)

本部分介紹可以有助于促進(jìn)對(duì)本發(fā)明的更好理解的方面。由此，本小節(jié)中的記載應(yīng)在此意義下閱讀，而不應(yīng)被理解是被承認(rèn)為屬于現(xiàn)有技術(shù)或者不屬于現(xiàn)有技術(shù)。

為了向具有極高移動(dòng)性的乘客(例如，在飛機(jī)、火車等之中)有效地提供寬帶通信服務(wù)，應(yīng)當(dāng)允許這些乘客使用其自己的常規(guī)通信設(shè)備(電話、膝上型計(jì)算機(jī)卡，等等)。從基站到移動(dòng)臺(tái)以及從移動(dòng)臺(tái)到基站的通信的頻譜效率應(yīng)當(dāng)較高，以提供真正的寬帶服務(wù)以及保持基站的數(shù)目和/或所需傳輸資源(例如，授權(quán)頻譜)較低，而同時(shí)服務(wù)于大量高速交通工具(例如，飛機(jī)、火車)。

而且，優(yōu)選的是盡可能地復(fù)用為經(jīng)典蜂窩移動(dòng)通信而構(gòu)造的標(biāo)準(zhǔn)化硬件，以便保持產(chǎn)品低成本，以及提供與特定供應(yīng)商的已有標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品可分離的解決方案。

這種系統(tǒng)可以是使用基站天線的蜂窩系統(tǒng)，其中基站天線在天線特性中具有較寬的主瓣，以覆蓋小區(qū)的大部分。移動(dòng)臺(tái)使用網(wǎng)絡(luò)耦合以便連接至高移動(dòng)性運(yùn)輸對(duì)象(例如，飛機(jī)、火車)之內(nèi)的內(nèi)部微型小區(qū)。此微型小區(qū)可以是多標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)，支持例如GSM、WLAN、UMTS等。備選地或附加地，還可以提供與高移動(dòng)性運(yùn)輸對(duì)象內(nèi)的最終用戶終端(由乘客、工作人員等使用)的有線線路(線纜)連接。

用于為多個(gè)高速交通工具服務(wù)的多址方案將是時(shí)分多址(TDMA)方案或者頻分多址(FDMA)方案或二者的組合。然而，這些多址方案沒有將一個(gè)小區(qū)內(nèi)所服務(wù)的高速交通工具的空間分離考慮在內(nèi)。由此，這些方案沒有達(dá)到理論上可能的頻率效率。

而且，已有的標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)通信硬件和軟件必須進(jìn)行修改，以便適應(yīng)火車和飛機(jī)中移動(dòng)中的移動(dòng)臺(tái)非常高的速度。這里的缺陷在于：無法再給出這種移動(dòng)性解決方案的可分離性。這意味著，例如，這種高移動(dòng)性插入解決方案以及標(biāo)準(zhǔn)蜂窩解決方案的開發(fā)無法分離，這可能導(dǎo)致增加的成本，并且將高移動(dòng)性解決方案約束于針對(duì)特定移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的特定產(chǎn)品。

發(fā)明目的

本發(fā)明的目的是提供允許提供高效的移動(dòng)通信的方法、基站、移動(dòng)臺(tái)和通信系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)方面實(shí)現(xiàn)為一種用于在無線通信網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行通信的方法，包括：在無線通信網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性服務(wù)器中接收關(guān)于至少一個(gè)移動(dòng)中的移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)性信息；以及在基站中，使用來自移動(dòng)性服務(wù)器的移動(dòng)性信息來計(jì)算天線權(quán)重，該天線權(quán)重將應(yīng)用于天線陣列的天線元件以用于優(yōu)選地使用空分多址SDMA來操縱由天線陣列生成的去往移動(dòng)中的移動(dòng)臺(tái)的波束，優(yōu)選使用空分多址SDMA來進(jìn)行所述操縱。

發(fā)明人提出通過使用天線陣列的波束成形來利用所服務(wù)的移動(dòng)中的移動(dòng)臺(tái)的空間分離以便服務(wù)于不同的移動(dòng)臺(tái)，當(dāng)同一小區(qū)(＝扇區(qū))中定位有不止一個(gè)移動(dòng)臺(tái)時(shí)，優(yōu)選地使用SDMA。這種活動(dòng)天線陣列可以包括N個(gè)收發(fā)機(jī)和N個(gè)空間上靠近的(例如，lambda(波長(zhǎng))/2)天線元件中的多個(gè)。垂直方向和水平方向二者中的天線元件的平面布置可以允許在三個(gè)球坐標(biāo)的兩個(gè)中(即，在方位角和垂直方向上)的二維波束成形，而傳統(tǒng)(一維)波束成形僅限于一個(gè)球坐標(biāo)(方位角)，因?yàn)閭鹘y(tǒng)天線元件陣列通常是垂直疊置的，使得復(fù)數(shù)天線權(quán)重只能應(yīng)用于垂直天線元件的整個(gè)疊置體。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在三維空間中分布時(shí)可以使用二維波束成形布置，對(duì)于諸如飛機(jī)等高速交通工具而言情況將是如此。當(dāng)然，也可以使用僅適于執(zhí)行(傳統(tǒng)的)一維波束成形的天線陣列。

用于此操作的天線權(quán)重向量通常具有多個(gè)元素，因?yàn)樵诨顒?dòng)陣列中存在天線元件，導(dǎo)致每個(gè)天線陣列一個(gè)IQ(同相/正交)時(shí)間序列。權(quán)重向量繼而根據(jù)來自移動(dòng)性服務(wù)器的移動(dòng)性信息而被計(jì)算，并且例如可以對(duì)應(yīng)于操縱向量，其操縱朝向方位角的波束的主瓣以及可能還有移動(dòng)臺(tái)的垂直方向(當(dāng)移動(dòng)臺(tái)是飛機(jī)時(shí))。以這種方式，一個(gè)或多個(gè)傳統(tǒng)的基站扇區(qū)(＝小區(qū))信號(hào)可被映射至一個(gè)或多個(gè)活動(dòng)天線陣列，由此允許較大靈活性。