專利名稱：在無饋電電纜相干性情況下在多波束中同時(shí)傳輸信號的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明背景發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明總地涉及蜂窩系統(tǒng)中的基站，特別是使用多波束天線陣的基站。
本發(fā)明的背景和目的到目前為止，蜂窩時(shí)分多址(TDMA)系統(tǒng)一般都包含使用全向或扇形天線(典型地每個(gè)扇區(qū)覆蓋120°)的基站(BS)。這些天線覆蓋整個(gè)小區(qū)，并不知道移動臺(BS)的位置。
為了增加未來系統(tǒng)的覆蓋范圍和容量，已經(jīng)開發(fā)出了使用多波束天線陣的自適應(yīng)天線系統(tǒng)。天線陣的窄波束可以用來提高上行鏈路的靈敏度，減少上行和下行鏈路中的干擾。
在蜂窩時(shí)分多址系統(tǒng)中，對于每個(gè)用戶來說，只需要在實(shí)際活動空間區(qū)域(小區(qū)、扇區(qū)或波束)中在指定信道或時(shí)隙中發(fā)射功率。因此，系統(tǒng)中的用戶被分配給信道以限制(最小化)他們自身和其他用戶之間的相互干擾。干擾電平?jīng)Q定了蜂窩網(wǎng)格中的信道重用方式。
不改變蜂窩基站網(wǎng)格，包括扇區(qū)覆蓋布局，通過窄波束基于已知移動臺位置的波束形成方法，可以降低系統(tǒng)中的干擾電平(接收和空間傳播更小的干擾)。這個(gè)干擾的下降可以用來獲取系統(tǒng)容量的增加(即減少空間重用模式)或者用來獲取實(shí)際通信鏈路質(zhì)量的提高(即到終端用戶的數(shù)據(jù)或語音質(zhì)量的提高)。
對于蜂窩系統(tǒng)使用天線陣列已經(jīng)有很多方案提出。參見下列文章和專利Forssen等人的，“Adaptive Antenna Array for GSM900/DCS1800(用于GSM900/DCS1800的自適應(yīng)天線陣)，”Proc.44th VehicularTechnology Conference，Stockholm，June 1994；Hagerman等人的，“Adaptive Antennas in IS-136 Systems(IS-136系統(tǒng)中的自適應(yīng)天線)，”Proc.48th Vehicular Technology Confe rence，Ottawa，May1998；授予Roy，III等人的美國第5,515,378號專利；和Forssen等人的PCT國際申請WO95/34102，其中每一個(gè)都在此引入作為參考。例如，Roy，III等人描述了如何通過在一個(gè)覆蓋區(qū)域中允許一個(gè)業(yè)務(wù)信道有多個(gè)移動臺來提高容量，并給出了不同算法的例子。Forssen等人的WO95/34102描述了一個(gè)用于移動通信系統(tǒng)中的雙正交極化微帶天線陣。
但是，在一些TDMA系統(tǒng)中，移動臺必須獲取包含在相鄰時(shí)隙或信道中的信息，這些信息可能包含在目標(biāo)為某個(gè)其他移動臺的數(shù)據(jù)流(傳輸)中。例如，在一些TDMA系統(tǒng)(IS-136、PDC、GPRS和EDGE)中，能量必須在一個(gè)下行鏈路載波上傳輸，即使這個(gè)載波并沒有為一個(gè)活動的移動臺提供服務(wù)。這可能被要求以便于降低復(fù)雜度，以輔助移動臺的同步或方便空中接口資源的調(diào)度。這些要求限制了蜂窩TDMA系統(tǒng)利用前面提到的窄波束基于移動臺位置的波束形成方法以便降低干擾電平的能力。
特別地，在IS-136蜂窩系統(tǒng)中，移動臺應(yīng)當(dāng)能夠使用包含在周圍相鄰時(shí)隙中的訓(xùn)練序列和色碼。這些相鄰的訓(xùn)練序列可以用來增強(qiáng)均衡器的功能，因此提高了空中接口的性能。如果載波上有一個(gè)時(shí)隙是活動的，在非活動的時(shí)隙中就不進(jìn)行功率控制，即在IS-136修訂版A中不容許在時(shí)隙基礎(chǔ)上的功率控制。
在PDC蜂窩系統(tǒng)中，移動臺應(yīng)當(dāng)能夠在相鄰時(shí)隙中測量接收信號的強(qiáng)度，以便在活動時(shí)隙期間選擇最佳移動臺天線用于接收(在移動臺中的2分支天線選擇分集)。在非活動時(shí)隙中，相對于活動時(shí)隙中的功率電平，允許有-8dB的最大功率減少。
類似的，在GPRS和EDGE蜂窩系統(tǒng)中，移動臺必須能夠讀出在下行鏈路中傳輸?shù)纳闲墟溌窢顟B(tài)標(biāo)志，從而判定移動臺是否被分配給下一上行鏈路時(shí)隙用于傳輸。
如上文中所指出的，如果上面討論的蜂窩系統(tǒng)使用窄(可操縱的)波束就會出現(xiàn)一個(gè)問題?；跁r(shí)隙而選擇/操縱的波束對于非活動的時(shí)隙可能在空間上操縱離開，并且導(dǎo)致故障。
因此，為了防止故障，信息可以在多波束基站天線配置的幾個(gè)波束中同時(shí)傳輸。但是，由于傳輸信號的矢量相加，在幾個(gè)波束中的同時(shí)傳輸要求從基站第一個(gè)分離器直到天線陣的相干信號路徑，包括饋電電纜相干性。相干性被要求用于當(dāng)傳輸被導(dǎo)向多于一個(gè)波束時(shí)控制天線方向圖的特性。否則，輻射方向圖將是不受控制的，而且它可以有很大的變化，包括在輻射方向圖中可能有零的方向。
在一個(gè)安裝好的、期望使用年限為幾年的設(shè)備中獲得這樣的相干信號路徑是非常脆弱的。這類解決方案將要求有跟蹤信號路徑的校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)和補(bǔ)償不準(zhǔn)確與變化的算法，這些要引入系統(tǒng)中都是很昂貴的。
因此，本發(fā)明的目的就是當(dāng)同時(shí)在兩個(gè)或多個(gè)波束中發(fā)射時(shí)，保持對天線方向圖的控制。
本發(fā)明更進(jìn)一步的目的是避免基站天線排列的饋電電纜中的相干性要求，從而大大簡化并減少系統(tǒng)的費(fèi)用。
發(fā)明概述本發(fā)明針對使得基站在一個(gè)多波束天線配置的多個(gè)波束中同時(shí)傳輸信號的系統(tǒng)和方法。通過對用于同時(shí)傳輸?shù)南噜彶ㄊ捎谜粯O化方向，來保持對天線方向圖的控制。例如，這兩個(gè)正交極化方向可以近似傾斜±45°地線性極化。為了能夠在多于一個(gè)波束的任意組合中同時(shí)傳輸，基站天線陣包含一個(gè)獨(dú)立的饋電電纜，用于每個(gè)與特定極化相對應(yīng)的選定的波束組合，從每個(gè)波束一個(gè)饋電電纜到該極化方向的所有波束一個(gè)饋電電纜。在兩個(gè)相鄰波束之間的重疊區(qū)域會有信號極化方向的偏移，但是信號電平仍保持在期望電平。因此，不同極化方向之間不存在任何相干性要求。
附圖簡要描述所公開發(fā)明的描述將參考附圖，附圖給出了本發(fā)明實(shí)施方案的重要例子，包含在這里說明書中作為參考，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明最佳實(shí)施方案的同時(shí)多波束傳輸系統(tǒng)的框圖；圖2是說明使用附圖中圖1所示系統(tǒng)在多個(gè)波束中同時(shí)發(fā)射的步驟的流程圖；圖3說明了一個(gè)使用附圖中圖1所示系統(tǒng)的多波束配置的例子；圖4是根據(jù)可選實(shí)施方案的同時(shí)多波束傳輸系統(tǒng)的框圖；以及圖5A和5B是根據(jù)其他可選實(shí)施方案的同時(shí)多波束傳輸系統(tǒng)的框圖。
目前優(yōu)選示范實(shí)施方案詳述特定參考目前的優(yōu)選示范實(shí)施方案，對本申請的多個(gè)創(chuàng)新示教進(jìn)行描述。但是，應(yīng)該明白這類實(shí)施方案給出的只是這些創(chuàng)新示教許多有益的使用中的幾個(gè)例子。一般來說，本申請的說明中所做的陳述并不是必定限制任何一個(gè)不同的要求專利保護(hù)的發(fā)明。而且，一些陳述可以適用于某些發(fā)明特征，而不適用于其他特征。
在目標(biāo)為降低干擾電平的自適應(yīng)天線方案中，傳統(tǒng)的扇形天線被一個(gè)或幾個(gè)天線陣代替。這些天線陣典型地包括至少一個(gè)由幾行和幾列發(fā)射單元組成的天線孔徑。天線陣用整個(gè)陣列通過束孔產(chǎn)生多個(gè)窄方位角波束或波瓣，其中天線波束的方向和形狀由一個(gè)與天線的各列相連的波束形成裝置決定。波束形成裝置利用天線不同列之間的信號振幅和相位關(guān)系來產(chǎn)生波束。
如上文所述，為了降低干擾電平，并不是像在傳統(tǒng)的基站中那樣，在整個(gè)扇區(qū)(覆蓋區(qū)域)發(fā)射信號，而是由天線陣產(chǎn)生的窄波束被從基站引導(dǎo)朝向移動臺(MS)。波束可以直接在移動臺操縱或者從一組固定波束中選取。這樣做要基于對移動臺位置的了解。位置信息可以通過多種方法得到，例如，通過GPS和/或DOA信息。舉例來說，適合用于下行鏈路傳輸?shù)牟ㄊ梢愿鶕?jù)從上行鏈路獲得的諸如接收信息的到達(dá)方向(DOA)之類的信息來選擇或操縱。例如，DOA可以是到移動臺方向的一個(gè)估計(jì)，或簡單地是最佳上行鏈路波束的標(biāo)識。
有多種方法可以用于將來自天線陣的輻射能量導(dǎo)向一個(gè)窄波束。與波束相對應(yīng)的天線單元上的相位波前可以在基帶用數(shù)字波束形成方法，或在射頻上用無源網(wǎng)絡(luò)或移相器來產(chǎn)生?；鶐Рㄊ纬杉夹g(shù)總是要求一直到天線單元的相位相干性，而無源波束形成網(wǎng)絡(luò)在無線發(fā)射機(jī)和波束形成器之間不要求相位相干性。但是，如果多個(gè)波束同時(shí)發(fā)射，則波束之間的相位相干是必須的。Butler矩陣就是無源網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)例子，它產(chǎn)生一組正交波束，從而使得波束形成損耗最小。
如上文所述，幾種在多址接入方法中具有時(shí)分成分的蜂窩網(wǎng)絡(luò)要求移動臺在相鄰時(shí)隙上接收信息。但是，在很多情況下基于時(shí)隙選擇/操縱的波束對于非活動時(shí)隙會在空間上操縱離開，并且導(dǎo)致這些系統(tǒng)發(fā)生故障。
因此，現(xiàn)參考附圖的圖1，其中給出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的多波束同時(shí)傳輸系統(tǒng)。當(dāng)在兩個(gè)或多個(gè)波束中同時(shí)發(fā)射時(shí)對天線方向圖控制的保持，可以通過對于每隔一個(gè)波束采用正交極化方向來完成。例如，這兩個(gè)正交極化方向可以是近似傾斜±45°的線性極化。
為了能夠傳輸多于一個(gè)波束的任意組合，對于每個(gè)極化，對應(yīng)那個(gè)極化的每個(gè)波束組合有一個(gè)單獨(dú)的饋電電纜30，從每個(gè)波束一個(gè)饋電電纜30，到該極化的所有波束一個(gè)饋電電纜30。例如，如圖3所示，在一個(gè)有4個(gè)波束的系統(tǒng)中，一個(gè)極化(+45°)用于波束1和3，而另一個(gè)極化(-45°)用于波束2和4。
因此，如圖1所示，除了饋電電纜30a、30d、30b和30e分別用于波束1、2、3和4外，還有一個(gè)饋電電纜30c同時(shí)用于進(jìn)入波束1和3的傳輸，并且有一個(gè)饋電電纜30f同時(shí)用于進(jìn)入波束2和4的傳輸。通過在每個(gè)極化的饋電電纜30的最大一個(gè)中饋送，就使得在任意的可用波束組合中按照可控的方式進(jìn)行來同時(shí)發(fā)射成為可能。
如圖1所示，在第一實(shí)施方案中，一個(gè)或多個(gè)無線發(fā)射器(Tx)10a、10b…10n，每一個(gè)對應(yīng)一個(gè)不同的載波頻率，它們與基站中的預(yù)合并載波網(wǎng)絡(luò)(PCCN)20相連，PCCN優(yōu)選地集成在基站機(jī)殼中。在PCCN20中，來自每個(gè)Tx 10a、10b…10n的信號，如果需要，被交換到兩個(gè)極化所要求的輻射方向圖。將兩個(gè)極化饋送到PCCN20可以每個(gè)Tx 10使用兩個(gè)功率放大器(PA)來完成，或?qū)⒁粋€(gè)PA的能量分路來完成。此外，在PCCN20中，每個(gè)信號(時(shí)隙或載波)被定向(路由)到正確的波束，每個(gè)波束的所有同時(shí)的信號被合并。
現(xiàn)在參考附圖中的圖2，與附圖中的圖1相聯(lián)系進(jìn)行描述，來自每個(gè)Tx 10a、10b…10n的每個(gè)載波頻率上的不同時(shí)隙的信號，首先被PCCN20中各自的分配器22a、22b…22n分成它們各自的波束極化(步驟200)。然后，這些時(shí)隙的信號被發(fā)送到PCCN20中它們各自的交換器24(步驟210)。每個(gè)分配器22a有兩個(gè)交換器24a1和24a2，每個(gè)交換器24與不同的極化相關(guān)聯(lián)。例如，假設(shè)一個(gè)載波頻率(Tx 10a)有8個(gè)時(shí)隙，與這個(gè)載波10a相關(guān)聯(lián)的分配器22a會把這8個(gè)時(shí)隙中每一個(gè)的功率分給第一交換器24a1和第二交換器24a2。
每個(gè)交換器24將各個(gè)接收時(shí)隙的信號送到最多一個(gè)組合器26(步驟220)，該組合器用來將從交換器24接收的所有信號合并到與該組合器26相關(guān)聯(lián)的波束或波束組合(步驟230)。因此，每個(gè)組合器26a-f分別與獨(dú)立的饋電電纜30a-f相關(guān)聯(lián)。
例如，假設(shè)與第一極化相關(guān)聯(lián)的第一交換器24a1接收時(shí)隙1和2的信號，且基站已經(jīng)確定時(shí)隙1中的信號要在波束1上發(fā)送，而時(shí)隙2上的信號要在波束1和3上發(fā)送，第一交換器24a1將把時(shí)隙1的信號發(fā)送到與波束1的饋電電纜30a相關(guān)聯(lián)的組合器26a，把時(shí)隙2的信號發(fā)送到與波束1和3的饋電電纜30c相關(guān)聯(lián)的組合器26c。
來自每個(gè)饋電電纜30a-f的信號從PCCN20傳輸?shù)较喔刹ㄊ渲镁W(wǎng)絡(luò)(Coherent-Beam-Configuration-Network，CBCN)40(步驟240)，CBCN優(yōu)選地集成在基站內(nèi)封裝的天線中。例如，CBCN40優(yōu)選地和天線單元一起安裝，天線單元包括天線陣。在CBCN40中，來自饋電電纜30a-f的信號通過對應(yīng)的束孔相干地與天線陣的所有元素相連。應(yīng)該注意的是，由于PCCN20中交換和合并過程中的損耗，在PCCN20之后用多載波功率放大器(MCPA)將波束中的信號放大是有益的。例如，MCPA可用來在PCCN20和CBCN40之間放大信號或者在信號進(jìn)入波束形成網(wǎng)絡(luò)46a和46b之前對其進(jìn)行放大，或者M(jìn)CPA可用來在波形束成形網(wǎng)絡(luò)46a和46b與天線孔徑55之間放大信號。
最初，來自饋電電纜30c和30f、包含多個(gè)波束的信號分別被分配器42a和42b分成幾個(gè)波束(步驟250)，例如，為了在波束1和3上同時(shí)傳輸，來自饋電電纜30c包含波束1+3的信號被分成波束1和3。為了控制輻射方向圖，從CBCN40中的分配器42a和42b到天線孔徑55的信號路徑必須相干。
然后，來自多波束分裂的波束的信號通過組合器44a-d與從饋電電纜30接收的單個(gè)波束的信號合并，從而產(chǎn)生各個(gè)單獨(dú)的波束(步驟260)。接著上面的例子，在CBCN40中與用于波束1+3的饋電電纜30c相連的分配器42a將信號分開成波束1和3之后，分配器42a將用于波束1的信號送到CBCN40中與波束1相關(guān)聯(lián)的組合器44a，且將用于波束3的信號送到CBCN40中與波束3相關(guān)聯(lián)的組合器44b。用于波束1的組合器44a將接收自分配器42a的信號和接收自與波束1相關(guān)聯(lián)的饋電電纜30a的信號合并。與波束3關(guān)聯(lián)的組合器44b將接收自分配器42a的信號和接收自與波束3相關(guān)聯(lián)的饋電電纜30b的信號合并。
接著，每個(gè)波束(1、2、3和4)的所有信號分別送到波束形成網(wǎng)絡(luò)46a或46b(步驟270)，在那里波束的方向和形狀就形成了。每個(gè)波束形成網(wǎng)絡(luò)46關(guān)聯(lián)一個(gè)不同的極化。例如，如圖1和3所示，波束1和3為傾斜+45 °的線性極化，而波束2和4為傾斜-45°的線性極化。
每個(gè)波束形成網(wǎng)絡(luò)46與天線陣50中所有帶對應(yīng)極化(如圖3所示)的元素相連，以產(chǎn)生波束(步驟280)。然后，一旦產(chǎn)生，每個(gè)波束的信號就從天線孔徑55(如圖1所示)發(fā)射朝向與基站相關(guān)聯(lián)的小區(qū)中的移動臺(步驟290)。
應(yīng)該注意的是，在兩個(gè)相鄰波束之間的重疊區(qū)域中，信號極化方向會有一個(gè)偏移，但是信號功率電平將保持在預(yù)期的電平上。因此，在不同極化之間不存在相干性的要求。
現(xiàn)參考附圖中的圖4，在可選實(shí)施方案中，PCCN20結(jié)構(gòu)也可適用于實(shí)際的模塊化構(gòu)建，其中來自幾個(gè)PCCN單元20a、20b…20n的輸出被組合成一個(gè)CBCN40。這種PCCN單元20的模塊化利用，是系統(tǒng)改換的優(yōu)選解決方案。在這個(gè)實(shí)施方案中，來自每個(gè)PCCN20a、20b…20n的信號首先被另外的組合器60a-f合并到各自的波束，然后如上所述，通過各自的饋電電纜30a-f傳送到CBCN40。圖4中的PCCN20a、20b…20n每個(gè)都有與圖1所示的相同的結(jié)構(gòu)，且每個(gè)都執(zhí)行與圖2所示的相同的步驟。差別只是為了在進(jìn)入CBCN40之前將每個(gè)波束的信號合并，而由另外的組合器60a-f完成的另外的合并步驟。
現(xiàn)參考附圖中的圖5A，給出了另一個(gè)可選實(shí)施方案。圖1所示的配置和圖5A所示的結(jié)構(gòu)間的差別在于圖5A中相干波束確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)(CBCN)40沒有使用組合器，這減少了插入損耗。與圖1所示的第一類CBCN40相比，每個(gè)載波只有有限數(shù)量的波束組合可供選擇。圖5A中PCCN20的總體結(jié)構(gòu)和作用與結(jié)合圖1所描述的相同。因此，所有前面描述的解決方案以及包括PCCN20和CBCN40的結(jié)合，都是合理的。
由使用如圖5A所示的CBCN40所引起的限制在于進(jìn)入CBCN40的每個(gè)載波所允許的波束組合第一必須是基于相同極化中的非相鄰波束集合，且第二來自每個(gè)極化只有一個(gè)波束集合被選定用于傳輸。
在如圖5A所示的CBCN40中，用于波束1、3和2+4的饋電電纜30a、30b和30f由饋送+45°波束的波束形成網(wǎng)絡(luò)46a接收，而用于波束2、4和1+3的饋電電纜30d、30e和30c由饋送-45°波束的波束形成網(wǎng)絡(luò)46b接收。如上所述，在送到各自的波束形成網(wǎng)絡(luò)46a和46b之前，來自饋電電纜30f和30c的信號包含了多個(gè)波束，它們分別被各個(gè)分配器42a和42b分成多個(gè)波束，例如，包含波束2+4的來自饋電電纜30f的信號分成波束2和4，并由+45 °波束形成網(wǎng)絡(luò)46a接收，而包含波束1+3的來自饋電電纜30c的信號分成波束1和3，并由-45°波束形成網(wǎng)絡(luò)46b接收。
圖5B給出了一個(gè)使用圖5B中CBCN40結(jié)構(gòu)的配置的例子，每個(gè)極化中有六個(gè)波束，其中，從PCCN20中的組合器26a-d到CBCN40中的+45°極化的饋電電纜30a-d包括波束2、波束4、波束5和波束1+3+6構(gòu)成的集合。從PCCN20中的組合器26e-g到CBCN40中的-45°極化的饋電電纜30e-g包括波束4、波束1+3和波束2+5構(gòu)成的集合。此外，包含多個(gè)波束的來自饋電電纜30d、30e和30g的信號分別被CBCN40中的分配器42a、42b和42c分成單獨(dú)的波束。
通過對上面所描述的任何一個(gè)配置(圖1、4、5A或5B)中用于同時(shí)傳輸?shù)南噜彶ㄊ褂谜粯O化方向，這樣就有可能避免基站天線排列的饋電電纜中的相干性要求，因此可以大大簡化和減少系統(tǒng)的花費(fèi)。如給出的那樣，即使在應(yīng)用多載波傳輸?shù)臅r(shí)候也可以達(dá)到。而且，這個(gè)配置可以與多個(gè)天線一起使用，也可以與單個(gè)的封裝天線一起使用。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會認(rèn)識到，本申請中所描述的創(chuàng)新概念可以對許多應(yīng)用進(jìn)行改進(jìn)和變化。因此，申請專利保護(hù)的主題范圍不應(yīng)限于任何所討論的特定示范教導(dǎo)，而是由下面的權(quán)利要求來定義。
權(quán)利要求
1.一種能夠在至少兩個(gè)波束中同時(shí)傳送至少一個(gè)信號的基站，包括在至少一個(gè)饋電電纜中選定的一個(gè)饋電電纜，用來接收上述的至少一個(gè)信號，上述的至少兩個(gè)波束每個(gè)都有一個(gè)與之關(guān)聯(lián)的極化方向，該至少兩個(gè)波束中的相鄰波束的極化方向基本上互相正交，該至少兩個(gè)波束的具有相同極化方向的每種組合與該至少一個(gè)饋電電纜中不同的饋電電纜相關(guān)聯(lián)；和一個(gè)相干波束配置網(wǎng)絡(luò)，它與該至少一個(gè)饋電電纜相連，用來接收該選定的饋電電纜上的至少一個(gè)信號，該相干波束配置網(wǎng)絡(luò)包括兩個(gè)波束形成網(wǎng)絡(luò)，用來生成該至少兩個(gè)波束，每個(gè)該波束形成網(wǎng)絡(luò)與該極化方向之一相關(guān)聯(lián)，該至少一個(gè)信號被發(fā)送到具有與該選定的饋電電纜相關(guān)聯(lián)的極化方向的波束形成網(wǎng)絡(luò)，用于同時(shí)產(chǎn)生包括該至少一個(gè)信號的至少一個(gè)波束。
2.如權(quán)利要求1中的基站，進(jìn)一步包括一個(gè)預(yù)合并載波網(wǎng)絡(luò)，用于接收上述的至少一個(gè)信號，并交換該至少一個(gè)信號朝向上述至少兩個(gè)波束中的至少一個(gè)，該至少一個(gè)信號被上述的預(yù)合并載波網(wǎng)絡(luò)交換到上述選定的饋電電纜。
3.如權(quán)利要求2中的基站，其中上述的預(yù)合并載波網(wǎng)絡(luò)包括至少一個(gè)分配器用來接收一個(gè)相應(yīng)的載波頻率，上述至少一個(gè)分配器中選定的一個(gè)用來將上述相應(yīng)的載波頻率分成上述的至少一個(gè)信號，該信號具有與上述選定的饋電電纜相關(guān)聯(lián)的極化方向。
4.如權(quán)利要求3中的基站，其中上述的預(yù)合并載波網(wǎng)絡(luò)包括兩個(gè)交換器用于每一個(gè)上述的至少一個(gè)分配器，每個(gè)交換器與上述極化方向中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)，用上述的兩個(gè)交換器中具有與該選定的饋電電纜相關(guān)聯(lián)的極化方向的一個(gè)交換器將上述的至少一個(gè)信號交換朝向上述選定的饋電電纜。
5.如權(quán)利要求4中的基站，其中上述的預(yù)合并載波網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)組合器，用于每一個(gè)上述的至少一個(gè)饋電電纜，該組合器與上述選定的饋電電纜相關(guān)聯(lián)，用于將上述的至少一個(gè)信號與在至少一個(gè)另外的分配器接收的至少一個(gè)另外的信號合并。
6.如權(quán)利要求1中的基站，其中上述的相干波束配置網(wǎng)絡(luò)包括至少一個(gè)分配器，與上述至少一個(gè)饋電電纜中相應(yīng)的一個(gè)相連。
7.如權(quán)利要求6中的基站，其中上述選定的饋電電纜與上述至少兩個(gè)波束中具有相同極化方向的至少兩個(gè)波束相關(guān)聯(lián)，該選定的饋電電纜與上述的分配器相連，該分配器用于將上述接收到的至少兩個(gè)波束分成單個(gè)的波束，每個(gè)上述的單個(gè)波束中具有上述的至少一個(gè)信號。
8.如權(quán)利要求7中的基站，其中上述的相干波束配置網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)組合器，用于每一個(gè)上述的單個(gè)波束，每個(gè)上述的組合器被連接到與該單個(gè)波束的上述極化方向相關(guān)聯(lián)的上述至少一個(gè)分配器和上述的波束形成網(wǎng)絡(luò)中相應(yīng)的一個(gè)，每個(gè)上述的組合器用于將上述相應(yīng)的單個(gè)波束接收的至少一個(gè)信號與至少一個(gè)另外的信號合并，后一信號接收自該至少一個(gè)饋電電纜中與該相應(yīng)的單個(gè)波束關(guān)聯(lián)的一個(gè)另外的饋電電纜。
9.如權(quán)利要求2中的基站，進(jìn)一步包括至少一個(gè)另外的預(yù)合并載波網(wǎng)絡(luò)，用于將至少一個(gè)另外的信號交換到上述選定的饋電電纜；和用于每個(gè)上述至少一個(gè)饋電電纜的組合器，該組合器與該選定的饋電電纜相關(guān)聯(lián)，用于將上述的至少一個(gè)信號與上述的至少一個(gè)另外的信號合并，并在該選定的饋電電纜上傳輸該至少一個(gè)信號和該至少一個(gè)另外的信號。
10.如權(quán)利要求1中的基站，其中上述的極化方向?yàn)?45°和-45 °。
11.如權(quán)利要求1中的基站，其中上述的極化方向?yàn)樗胶痛怪薄?br> 12.如權(quán)利要求1中的基站，進(jìn)一步包括一個(gè)與上述波束形成網(wǎng)絡(luò)相連的天線陣，該天線陣用于連同該波束形成網(wǎng)絡(luò)同時(shí)產(chǎn)生上述的至少兩個(gè)波束。
13.如權(quán)利要求1中的基站，其中該基站是在一個(gè)時(shí)分多址蜂窩系統(tǒng)中。
14.一種允許一個(gè)基站在該基站的至少兩個(gè)波束中同時(shí)傳送至少一個(gè)信號的方法，包括步驟將上述的至少一個(gè)信號交換到至少一個(gè)饋電電纜中選定的一個(gè)，每個(gè)上述的至少兩個(gè)波束具有與之關(guān)聯(lián)的極化方向，該至少兩個(gè)波束中相鄰波束的極化方向基本上互相正交，該至少兩個(gè)波束的具有相同極化方向的每個(gè)組合與上述至少一個(gè)饋電電纜中不同的饋電電纜相關(guān)聯(lián)；在該基站內(nèi)相干波束配置網(wǎng)絡(luò)的上述選定饋電電纜上接收該至少一個(gè)信號，該相干波束配置網(wǎng)絡(luò)包括兩個(gè)波束形成網(wǎng)絡(luò)，用于產(chǎn)生該至少兩個(gè)波束，每個(gè)上述的波束形成網(wǎng)絡(luò)與上述極化方向中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)；和將該至少一個(gè)信號發(fā)送到具有與該選定的饋電電纜相關(guān)聯(lián)的極化方向的波束形成網(wǎng)絡(luò)，用于同時(shí)產(chǎn)生上述包含該至少一個(gè)信號的至少一個(gè)波束。
15.如權(quán)利要求14中的方法，進(jìn)一步包括步驟在該基站的一個(gè)預(yù)合并載波網(wǎng)絡(luò)處接收上述至少一個(gè)信號，上述交換步驟由該預(yù)合并載波網(wǎng)絡(luò)完成。
16.如權(quán)利要求15中的方法，其中上述在該預(yù)合并載波網(wǎng)絡(luò)接收該至少一個(gè)信號的步驟，進(jìn)一步包括在用于包含上述至少一個(gè)信號的載波頻率的各個(gè)分配器處接收該載波頻率；和將該載波頻率分成具有與上述選定的饋電電纜相關(guān)聯(lián)的極化方向的該至少一個(gè)信號。
17.如權(quán)利要求16中的方法，其中上述交換步驟進(jìn)一步包括步驟使用兩個(gè)交換器中與至少一個(gè)選定饋電電纜的極化方向相關(guān)聯(lián)的上述分配器相連的一個(gè)交換器，將上述至少一個(gè)信號交換到上述選定的饋電電纜。
18.如權(quán)利要求17中的方法，進(jìn)一步包括步驟使用一個(gè)與上述選定的饋電電纜相關(guān)聯(lián)的組合器，將上述至少一個(gè)信號與接收自至少一個(gè)另外的分配器的至少一個(gè)另外信號合并；和在該選定的饋電電纜上將該至少一個(gè)信號和該至少一個(gè)另外的信號傳送到上述相干波束配置網(wǎng)絡(luò)。
19.如權(quán)利要求14中的方法，其中上述選定的饋電電纜與上述至少兩個(gè)波束中具有相同極化方向的兩個(gè)波束相關(guān)聯(lián)，該選定的饋電電纜與上述相干波束配置網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)分配器相連，上述發(fā)送步驟進(jìn)一步包括步驟將該接收到的兩個(gè)波束分成單個(gè)波束，每個(gè)上述的單個(gè)波束中包含上述至少一個(gè)信號。
20.如權(quán)利要求19中的方法，其中上述相干波束配置網(wǎng)絡(luò)包括用于每個(gè)上述單個(gè)波束的組合器，每個(gè)上述組合器被連接到與該單個(gè)波束的上述極化方向相關(guān)聯(lián)的上述分配器和上述波束形成網(wǎng)絡(luò)，上述發(fā)送步驟進(jìn)一步包括步驟通過上述每個(gè)組合器，將接收的、用于該相應(yīng)的單個(gè)波束的上述至少一個(gè)信號與至少一個(gè)相應(yīng)的另外的信號相合并，該后一信號接收自上述至少一個(gè)饋電電纜中與該相應(yīng)的單個(gè)波束相關(guān)聯(lián)的一個(gè)另外的電纜。
21.如權(quán)利要求15中的方法，其中上述交換步驟進(jìn)一步包括步驟將至少一個(gè)另外的信號從至少一個(gè)另外的預(yù)合并載波網(wǎng)絡(luò)交換到上述選定的饋電電纜；用與該選定的饋電電纜相關(guān)聯(lián)的組合器，將上述至少一個(gè)信號與上述至少一個(gè)另外的信號合并；和在該選定的饋電電纜上傳送該至少一個(gè)信號和該至少一個(gè)另外的信號。
22.如權(quán)利要求14中的方法，其中上述極化方向?yàn)?45°和-45°。
23.如權(quán)利要求14中的方法，其中上述極化方向?yàn)樗胶痛怪薄?br> 24.如權(quán)利要求14中的方法，其中上述發(fā)送步驟進(jìn)一步包括步驟使用天線陣連同上述波束形成網(wǎng)絡(luò)同時(shí)產(chǎn)生上述至少兩個(gè)波束。
全文摘要
公開了一個(gè)電信系統(tǒng)和方法，用于使基站在多波束天線配置的幾個(gè)波束(1，2，3，4)中同時(shí)傳輸信號。通過對每隔一個(gè)波束(1，2，3，4)采用正交極化方向，而維持天線方向圖控制。例如，兩個(gè)正交極化方向可以是近似傾斜±45°的線性極化。為了能夠在多于一個(gè)波束(1，2，3，4)的任意組合中同時(shí)傳輸，基站天線陣包括用于對應(yīng)一個(gè)特定極化的每個(gè)波束(1，2，3，4)組合的單獨(dú)饋電電纜(30c，30f)，從每個(gè)波束(1，2，3，4)一個(gè)饋線(30)到那個(gè)極化的所有波束(1，2，3，4)一個(gè)饋線(30)。
文檔編號H01Q21/24GK1439184SQ01811490
公開日2003年8月27日 申請日期2001年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月21日
發(fā)明者B·哈格爾曼, T·厄斯特曼, B·約翰尼松 申請人:艾利森電話股份有限公司