[發明專利]多重輸入多重輸出無線通訊系統的擴充模塊

無效

• 申請號: 201210046974.4
• 申請日: 2012-02-22
• 公開（公告）號: CN103259571A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 張李傳
• 申請（專利權）人: 系通科技股份有限公司
• 主分類號: H04B7/04
• 分類號: H04B7/04;H04B7/06;H04B7/08;H04W52/42
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;常大軍

技術領域

本發明涉及一種擴充模塊，特別涉及一種可應用于多重輸入與多重輸出的無線通訊系統的擴充模塊。

背景技術

在無線通訊領域中，例如WiFi與WiMAX等，其信號傳輸的距離與信號傳輸的速度與天線類型相關。例如現有應用于一WiFi模型的全向型天線為了能全方位的傳輸或接收無線信號，因此會消耗較多的功率在于360度輻射電波信號上，所以其傳輸距離較短。若欲拉長傳輸距離，則信號強度會隨著距離拉長而衰落，故影響無線通訊品質。另外，由于只具有單一天線，因此信號傳輸的速度受到限制。

為了解決以上問題，發展出了多重輸入多重輸出(multiple?input?and?multiple?output，MIMO)的無線通訊系統。MIMO系統利用多根發射天線與多根接收天線所提供的空間自由度提升傳輸速率與改善通訊品質。MIMO系統主要有兩種功能模式，分別為空間分集(spatial?diversity)模式以及空間多工(spatial?multiplexing)模式。

空間分集的原理為利用傳送端或接收端的多根天線所提供的多重傳輸路徑以對抗通道衰落的影響。空間分集模式可利用多條獨立的傳輸路徑中選擇或組合出衰落現象較輕微的信號，因此具有較好的信號傳輸品質。

空間多工的原理為利用多根天線傳送不同的數據序列，并且在接收端利用多根天線的空間自由度將該組數據序列分別解出。因此空間多工的MIMO系統可在同一時間、同一頻段與同一功率傳送多個數據序列，大大的加強了無線通訊領域中信號傳輸的速率。

然而不論是空間分集或空間分工的MIMO系統，其信號傳輸的距離若拉長，則信號傳輸的品質均會下降。空間分集模式雖可利用多重傳輸路徑中選擇較佳傳輸品質的信號通道以維持信號傳輸品質，但事實上并無法實質上真正地增加信號傳輸的距離。空間分集模式只能在傳輸距離拉長時，由每個傳輸信號均較衰落的傳輸通道中選擇某一品質較佳的傳輸路徑。

為了加大傳輸的距離，現有可將電波信號集中于某一方向發射。然而此方法即喪失了全向地傳播信號的優點，因此應用MIMO系統的無線通訊模塊其信號傳輸的距離與信號傳輸的全向性難以兼顧。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種多重輸入多重輸出無線通訊系統的擴充模塊，用以解決多重輸入多重輸出無線通訊系統傳輸距離與傳輸全向性無法兼顧的問題。

本發明所提供的多重輸入多重輸出無線通訊系統的擴充模塊包括N個第一射頻前端單元、N個第二射頻前端單元、一第一功率分配及結合單元以及一第二功率分配及結合單元。其中N為大于2的正整數。

N個第一射頻前端單元用以連接N個天線，第i個第一射頻前端單元連接第i個天線。N個第二射頻前端單元用以連接N個天線，第i個第二射頻前端單元連接第i個天線。其中i為小于N的正整數。

各第一射頻前端單元處理一第一極化方向信號，并且各第一射頻前端單元包括一第一功率放大器。各第二射頻前端單元處理一第二極化方向信號，并且各第二射頻前端單元包括一第二功率放大器。第一功率及結合單元分配或整合第一極化方向的信號，第一功率分配及結合單元連接各第一射頻前端單元。第二功率及結合單元分配或整合第二極化方向的信號，第二功率分配及結合單元連接各第二射頻前端單元。

根據本發明的一實施例，其中N個天線各自面向不同空域發射或接收信號。

根據本發明的一實施例，其中各空域組合涵蓋360度的空間范圍。

綜上所述，本發明利用控制切換單元使得擴充模塊運作于發射模式或接收模式之下。在發射模式時，通過功率分配及結合單元將第一極化方向信號分配給N個第一射頻前端單元，第二極化方向信號分配給N個第二射頻前端單元。每一第一射頻前端單元利用功率放大器放大第一極化方向信號，每一第二射頻前端單元利用功率放大器放大第二極化方向信號。接著再利用天線各自朝著不同方向將第一極化方向與第二極化方向的信號發送出去。因此應用本發明的擴充模塊的多重輸入多重輸出無線通訊系統的傳輸距離將較現有技術增大，并且利用各天線分別面向不同的空域傳輸信號可達到傳輸全向性的功效。

以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。

附圖說明

圖1為本發明一實施例的擴充模塊系統結構示意圖；

圖2為本發明另一實施例的擴充模塊系統結構示意圖。

其中，附圖標記

101???????????????????第一功率分配及結合單元