用于在天線元件布置處進行多天線信號處理的方法、對應(yīng)的收發(fā)器和對應(yīng)的天線元件布置技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于在屬于無線電通信網(wǎng)絡(luò)的收發(fā)器的天線元件布置處進行多天線信號處理的方法，該天線元件布置包括水平方向和豎直方向中的天線元件（２１１，２２１，２３１，２４１），其中向所述天線元件應(yīng)用復(fù)合天線權(quán)重。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及用于在天線元件布置處進行多天線處理的方法。
技術(shù)介紹
無線電通信網(wǎng)絡(luò)配備有基站，這些基站包括適用于覆蓋網(wǎng)絡(luò)預(yù)定義區(qū)域的天線。 由天線提供的覆蓋應(yīng)該進行優(yōu)化，以便一方面最小化基站數(shù)量，同時又保證良好的覆蓋，尤 其是在網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵部分處(公路、城鎮(zhèn)等)。歸因于基站位置方面的約束，需要能夠?qū)μ炀€ 層面處的覆蓋進行精細調(diào)諧。出于這一目的，計算代表天線在高度方向中傾斜的下傾，以提 供適當(dāng)覆蓋。此下傾或者是固定的且在站點處機械式預(yù)設(shè)的，或者可以使用能夠在高度方 向中移動天線的遠程控制電動機來進行遠程修改。新的無線通信網(wǎng)絡(luò)具有在比特率和容量方面提供更高效服務(wù)的需求。為了實現(xiàn)這 一點，已經(jīng)提出了基于基站站點處多個天線的一些新方法，這些方法趨向于將數(shù)據(jù)傳輸并 行化(以達到較高的比特率)，同時限制干擾(以確保高容量)。MIMO和波束成形是這種方 法。本專利技術(shù)的具體目的在于提供一種進一步改進多個天線信號處理的方式，尤其是 在新的無線電通信網(wǎng)絡(luò)中的MIMO處理、波束成形或干擾協(xié)調(diào)的情況下。本專利技術(shù)的其他目的在于提供對應(yīng)的收發(fā)器和對應(yīng)的天線元件布置。
技術(shù)實現(xiàn)思路
通過如權(quán)利要求1的用于在天線元件布置處進行多天線信號處理的方法、如權(quán)利 要求7的適用于在無線電通信網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行多天線信號處理的收發(fā)器和如權(quán)利要求9的天線 元件布置，這些和下文出現(xiàn)的其他目的得以實現(xiàn)。根據(jù)本專利技術(shù)，一種用于多天線信號處理的方法可以在水平方向和豎直方向中擴展 的天線元件布置的上下文中、在方位方向和高度方向中調(diào)整波束的定向。波束的定向是通 過向不同的天線元件應(yīng)用適當(dāng)?shù)膹?fù)合天線權(quán)重實現(xiàn)的。本專利技術(shù)帶來了這樣的優(yōu)勢波束不僅可以取決于用戶在水平平面中位于何處來在 方位方向中定向，而且可以在高度方向中定向，以便選擇性地將波束定向至用戶。如果用戶 例如位于建筑物的較高樓層、位于飛機上，或者如果用戶靠近或遠離基站，則可以應(yīng)用不同 的高度角。通過向天線元件中的每一個應(yīng)用復(fù)合天線權(quán)重可以實現(xiàn)高度方向中的定向，從而 給出了純軟件解決方案，而不用對天線元件做任何機械移動。復(fù)合天線權(quán)重或者是碼本的 預(yù)定義天線權(quán)重部分，或者是在基站處計算的自適應(yīng)非基于碼本的天線權(quán)重。本專利技術(shù)帶來了改進系統(tǒng)性能的優(yōu)勢。歸因于方向性，天線布置增益得到改進，并且 產(chǎn)生了更強的接收信號。備選地，需要較低的發(fā)射功率來實現(xiàn)與現(xiàn)有技術(shù)相同的接收功率。 在此情況下，系統(tǒng)經(jīng)歷較低的小區(qū)間干擾，并且可以增大系統(tǒng)容量。而且，歸因于改進的用戶空間分隔性，還減小了小區(qū)內(nèi)干擾。本專利技術(shù)還帶來了支持更靈活的ΜΙΜ0(多輸入多輸出)算法的優(yōu)勢，因為可以在時 間方向和頻率方向中針對每個用戶單獨采用方位方向和高度方向。例如，在多用戶MIMO情 況下，二維零陷或迫零與一維零陷相比增加了小區(qū)干擾減小。二維復(fù)合天線權(quán)重控制使得 可以將用于單用戶MIMO的線性預(yù)編碼與空間復(fù)用相結(jié)合。在與多站點經(jīng)協(xié)調(diào)的MIMO作為 網(wǎng)絡(luò)MIMO或合作式MIMO結(jié)合的情況下，可以獲得其他優(yōu)勢。本專利技術(shù)進一步帶來了改進小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)算法的優(yōu)勢。本專利技術(shù)的其他有益特征在從屬權(quán)利要求中進行了限定。附圖說明在閱讀了通過非限制性說明給出的優(yōu)選實施方式的下述描述以及參考了附圖之 后，本專利技術(shù)的其他特征和優(yōu)勢將變得明顯，其中-圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中已知的收發(fā)器基帶信號處理鏈/收發(fā)器的天線元件布置 部分；-圖2示出了根據(jù)本專利技術(shù)的收發(fā)器基帶信號處理鏈/收發(fā)器的天線元件布置部 分；-圖3示出了本專利技術(shù)針對波束成形的應(yīng)用；-圖4示出了本專利技術(shù)針對干擾協(xié)調(diào)的應(yīng)用；-圖5示出了本專利技術(shù)針對多站點經(jīng)協(xié)調(diào)的多輸入多輸出算法的應(yīng)用。 具體實施例方式圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中已知的收發(fā)器處理鏈11和天線元件布置12。處理鏈11接 收基帶信號或多個基帶信號分量的和作為輸入。數(shù)字基帶信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，該模擬信 號上變頻成RF信號，該RF信號在處理鏈中進行濾波、前置放大、功率控制和放大。在放大 器輸出處的一部分信號出于回顧循環(huán)控制目的被反饋，并且該信號的主要部分被提交至天 線元件布置12。天線元件布置12包括四個豎直堆疊的天線元件121，…，124。本領(lǐng)域技術(shù)人員將 會理解，可以豎直堆疊任意數(shù)量的天線元件。而且，豎直堆疊的天線元件121，…，IM的若 干水平布置集合可以并行連接至處理鏈11。在圖1中，僅呈現(xiàn)了一個集合。在天線元件布置12內(nèi)部，功率分配器和匹配模塊125負責(zé)在不同天線元件 121，…，IM上分發(fā)輸入功率。每個天線的一個移相器還負責(zé)向?qū)⒁ㄟ^不同天線傳輸?shù)?不同信號應(yīng)用相位移位。歸因于用單個基帶信號處理鏈確定所有天線元件121，…，124的設(shè)置這一事實， 以使得實現(xiàn)期待的固定天線下傾的這種方式選擇向基帶信號分量應(yīng)用的天線元件權(quán)重。不 同的天線元件權(quán)重可以用于其他天線元件集合。更精確地，當(dāng)扇區(qū)天線針對定位在ζ方向中的每個元件列具有一個收發(fā)器鏈時， 下傾針對所有用戶和所有子載波固定為Θ d，并且只能隨著時間緩慢改變。用于一維波束成形的主波瓣操縱原則上與上述相同，由此對于第i個天線元件， 這可以寫成Wi = exp(—Jkri ■ r)由于針對每個元件列僅存在一個收發(fā)器，在基帶中針對列中M個元件的每個元件 計算的權(quán)重是相同的wBBa = wBBj2 = ..·= wBBjm針對每個個體元件不存在控制。主波瓣操縱僅可以實現(xiàn)在方位方向中。在I=+個列的情況下，可以生成L個基帶權(quán)重，其中第1個權(quán)重為J^iy ι sin ζ ))在與固定下傾 d結(jié)合的情況下，針對每個元件的有效權(quán)重為Wi = exp(-Jkfyi sin φ sin 0rf + zt cos ))圖2示出了根據(jù)本專利技術(shù)的收發(fā)器基帶信號處理鏈/天線元件布置。該收發(fā)器包括若干處理鏈21，…，24，其各自連接至天線元件211，…，241。處理 鏈的數(shù)目取決于收發(fā)器天線元件的數(shù)目。所有處理鏈21，…二4接收利用向基帶信號分量 的每一個應(yīng)用的不同復(fù)合權(quán)重進行了加權(quán)的基帶信號分量之和作為輸入。在并行處理鏈 中，數(shù)字基帶信號在模塊212，…，242處轉(zhuǎn)換成模擬信號，在模塊213，…，243處進行上變 頻，在模塊214，-,244處進行濾波，在模塊215，-,245處進行前置放大，在模塊216，…， 246處進行功率控制，以及在放大器217，…，247處進行放大。在放大器217，…，247輸出 處的信號的一部分出于回顧循環(huán)控制目的被反饋，并且該信號的主要部分被提交至天線元 件布置211，…，241。根據(jù)本專利技術(shù)，每個天線元件211，…，241應(yīng)當(dāng)與針對每個基帶分量的個體復(fù)合天 線權(quán)重相對應(yīng)。出于這一目的，每個天線元件211，…，241需要由單獨的處理鏈21，-,24 控制。優(yōu)選地，向輸入至每個處理鏈21，…二4的每個基帶信號應(yīng)用不同的天線權(quán)重。利用這種收發(fā)器架構(gòu)，使得可以獨立控制不同的天線元件、針對每個天線元件使 用不同的天線元件權(quán)重，并由此能夠在水平和豎直布置的天線元件上對每個基帶分量執(zhí)行 三維控制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，處理鏈可以進行調(diào)整以達到能夠向每個天線元件指派 個體天線元件權(quán)重的相同效果。并非作為處理鏈一部分進行描述的所有模塊對于實現(xiàn)這一 效果而言都是必須的，而是這些模塊中的一些可以省略，卻同樣落在本專利技術(shù)的范圍內(nèi)?；谥懊枋龅谋緦＠夹g(shù)，可以設(shè)想到若本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種用于在屬于無線電通信網(wǎng)絡(luò)的收發(fā)器的天線元件布置處進行多天線信號處理的方法，所述天線元件布置包括水平方向和豎直方向中的天線元件，其中向所述天線元件應(yīng)用復(fù)合天線權(quán)重。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：T·維爾德，
申請(專利權(quán))人：阿爾卡特朗訊，
類型：發(fā)明
國別省市：FR