[發明專利]使用多個轉發器和泄漏電纜的室外室內MIMO通信系統

有效

• 申請號: 201180072669.6
• 申請日: 2011-08-04
• 公開（公告）號: CN103703810B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: A.尼爾森;H.阿斯普倫德;M.科爾德雷
• 申請（專利權）人: 瑞典愛立信有限公司
• 主分類號: H04W16/26
• 分類號: H04W16/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 楊美靈,湯春龍

技術領域

本發明涉及無線通信系統領域，并且具體地說，涉及用于與位于諸如建筑物等物理結構內的用戶設備進行通信的室外室內多輸入多輸出(MIMO)通信系統。

背景技術

無線通信中大部分的現在的業務負載來自諸如辦公室建筑、購物商場、咖啡店和飯館等物理結構內的用戶。由于例如在通信信號通過建筑物的墻壁傳播時發生的穿透損耗原因，從外部基站為這些室內用戶提供良好覆蓋、高比特率和具譜效率的通信極具挑戰。

用于增強建筑物內通信信號的熟知解決方案是使用室外室內轉發器。室外室內轉發器具有放置在建筑物外部上的拾取天線(pickup antenna)，拾取天線經雙向功率放大器連接到放置在建筑物內部上的施主(donor)天線。因此，來自基站的信號由信號電平高的建筑物的外部上的拾取天線接收，并且隨后信號在建筑物內由施主天線重新輻射，并且由此避免穿透損耗。類似地，來自建筑物內諸如移動電話和便攜式計算機設備等用戶設備(UE)的通信信號由位于建筑物內的施主天線接收，并且由建筑物外部上的拾取天線重新輻射。一般情況下，建筑物的外部上轉發器的拾取天線放置在基站天線的視線(LOS)中以確保良好的鏈路質量。

無線通信系統中改進譜效率的熟知方式是利用多輸入多輸出(MIMO)通信系統。假設傳送器和接收器均使用多于一個天線（例如，K個傳送天線和M個接收天線），并且在不同傳送與接收天線對之間的信道具有類似功率，并且能夠形成正交，則可能實現大約min(M,K)的譜效率增益。為允許經轉發器進行通信的室內用戶從MIMO增益中完全受益，需要至少與在基站的天線一樣多的轉發器天線。

室外室內MIMO轉發器確保良好的室內覆蓋，這暗示著高信號強度。然而，室內覆蓋一般受限于通常與轉發器本身在同一位置的轉發器施主天線的鄰近。此外，如上所提及的一樣，在基站與轉發器拾取天線之間通常有LOS以便確保用于所需通信信號的良好鏈路質量，并且在技術領域中眾所周知的是，由于空間分隔的天線將遇到高相關，因此在LOS環境中難以實現超過秩2的MIMO信道。在LOS環境中實現足夠低的相關可能要求轉發器天線元素的極大的空間分隔，這可能難以使得室內施主天線與轉發器和拾取天線在同一位置。在例如與更靠近施主天線之一的用戶設備進行通信時，具有不在同一位置的施主天線能夠導致在施主天線之間嚴重的功率不平衡，這又將導致更低的MIMO增益。

因此，極其渴望找到提供良好室內覆蓋和高比特率與具譜效率的通信的的方式。

發明內容

鑒于以上描述，因此，本發明的一方面是提供一種無線通信系統，該系統尋求單獨或以任何組合方式減輕、緩和或消除技術領域中一個或多個上述缺陷和缺點。

本發明的第一方面涉及一種用于與位于物理結構內的用戶設備進行通信的無線MIMO通信系統，包括：適用于無線MIMO通信、具有至少兩個節點天線的節點，其中，所述節點還配置用于通過第一無線電信道與至少兩個室外室內轉發器進行LOS無線MIMO通信；以及至少兩個室外室內轉發器，適用于通過所述第一無線電信道與所述節點進行LOS MIMO通信，其中，所述轉發器各具有至少一個轉發器天線，被提供在所述物理結構外，用于與所述節點進行室外LOS MIMO通信，其中，所述轉發器各連接到在所述物理結構內提供的用于通過第二無線電信道與位于所述物理結構內的所述用戶設備進行室內MIMO通信的至少一個泄漏電纜，其特征在于所述轉發器被提供在相同物理結構上外部并且適當間隔開，使得在節點與轉發器之間的第一無線電信道支持等于轉發器天線的數量的秩，提供所述至少一個泄漏電纜，使得從每個轉發器提供在所述物理結構中相同內部空間的基本上相同室內覆蓋，提供所述至少一個泄漏電纜，使得在轉發器與位于所述物理結構內的用戶設備之間的所述第二無線電信道支持等于轉發器天線的數量的秩。這樣，能夠以具成本效益方式向從建筑物內以無線方式進行通信的用戶提供極佳的室內覆蓋和高比特率與具譜效率的通信。

無線通信系統中的第一無線電信道和所述第二無線電信道還可以是相同的無線電信道。

無線通信系統中的節點天線和轉發器天線還可以是雙極化天線。這樣，極化分集能夠用于進一步擴展無線通信系統的容量。

無線通信系統中的泄漏電纜還可以是雙極化泄漏電纜。這樣，極化分集能夠用于進一步擴展無線通信系統的容量。

無線通信系統中每個轉發器的泄漏電纜的數量還可以與每個轉發器的轉發器天線的數量相同。