提供用于mimo通信的覆蓋的天線系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本公開(kāi)涉及用于在混合的空間類(lèi)型中提供用于多輸入多輸出MIMO通信的覆蓋的天線系統(tǒng)1。天線系統(tǒng)1包括被布置成提供第一空間類(lèi)型中的覆蓋的泄露電纜2；以及包括一個(gè)或多個(gè)天線31、32、33、34并且被布置成提供第二空間類(lèi)型中的覆蓋的分布式天線系統(tǒng)3，其中分布式天線系統(tǒng)3的一個(gè)或多個(gè)天線31、32、33、34的每個(gè)天線都通過(guò)環(huán)形器41、42、43被連接至泄露電纜2，并且其中的MIMO通信被泄露電纜2的兩個(gè)端部支持，泄露電纜2的兩個(gè)端部適于連接至被配置成用于MIMO通信的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5的相應(yīng)的天線端口8、9。本公開(kāi)還涉及相關(guān)的方法和系統(tǒng)。
【專利說(shuō)明】
提供用于MI MO通信的覆蓋的天線系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本文所公開(kāi)的技術(shù)總體上涉及無(wú)線電通信領(lǐng)域，并且具體涉及用于提供用于多輸入多輸出MMO通信的覆蓋的天線系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]預(yù)期未來(lái)的無(wú)線通信系統(tǒng)中的大部分的流量負(fù)荷都來(lái)自室內(nèi)用戶，例如來(lái)自辦公室建筑物、咖啡廳、購(gòu)物中心等中的用戶。由于穿過(guò)建筑物的墻壁傳播的信號(hào)所經(jīng)歷的穿透損耗，從室外基站向室內(nèi)的用戶提供高比特率和高頻譜效率的通信是具有挑戰(zhàn)性的。用于增強(qiáng)室內(nèi)覆蓋的一種已知的解決方案是使用室外到室內(nèi)的轉(zhuǎn)發(fā)器。室外到室內(nèi)的轉(zhuǎn)發(fā)器具有在建筑外部的、經(jīng)由雙向功率放大器被連接至建筑物內(nèi)部的施主天線的拾波天線。另一種已知的解決方案是例如通過(guò)部署室內(nèi)的無(wú)線電基站(RBS)并將其連接至分布式天線系統(tǒng)(DAS)來(lái)部署純粹的室內(nèi)系統(tǒng)，其中天線也位于室內(nèi)并且靠近用戶。
[0003]泄露(同軸)電纜可以被用于發(fā)送和用于接收電磁波兩者，即允許雙向通信。針對(duì)泄露電纜的典型的使用情況是室內(nèi)部署和沿著鐵路隧道等。簡(jiǎn)單地講，泄露電纜是具有沿著它的整個(gè)長(zhǎng)度的槽(slot)或間隙(gap)并且使電纜能夠“泄露”電磁波的同軸電纜。泄露電纜能夠被用于發(fā)送和接收電磁波兩者，即它允許雙向通信。
[0004]多輸入多輸出(MHTO)技術(shù)被開(kāi)發(fā)并且被用于無(wú)線通信系統(tǒng)中，并且已經(jīng)作為重要的特征被合并到長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)標(biāo)準(zhǔn)中。MIMO通過(guò)使用多個(gè)天線發(fā)送和接收信號(hào)來(lái)提供更高的數(shù)據(jù)速率。通過(guò)在接收機(jī)中適當(dāng)?shù)睾喜⑿盘?hào)，為通信系統(tǒng)中的用戶提供了改善的信號(hào)質(zhì)量和/或數(shù)據(jù)速率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]Mnro無(wú)線系統(tǒng)可以被用于各種類(lèi)型的環(huán)境中以提供覆蓋和容量。在室內(nèi)場(chǎng)景中的流量需求可能是多樣化的，例如歸因于建筑物的樓層規(guī)劃和用戶行為。這就提出了在建筑物中的不同位置處的關(guān)于無(wú)線電鏈路預(yù)算的不同的要求。
[0006]泄露電纜表現(xiàn)出不同于傳統(tǒng)的DAS的屬性的輻射屬性并且提供沿著電纜的幾乎恒定的局部信號(hào)強(qiáng)度，而僅僅伴隨著場(chǎng)強(qiáng)度隨著距離的緩慢的衰減。這就產(chǎn)生了針對(duì)從沿著直線安裝的泄露電纜的給定距離的均勻的覆蓋，使得泄露電纜特別適于針對(duì)走廊、隧道、以及其它圓柱狀空間適于(即一個(gè)維度顯著地大于其它的兩個(gè)橫截面的維度)的空間的使用。在圖1a中圖示了這種情況，其中虛線圖示了泄露電纜。圖1b圖示了其中的橫截面維度變化并且泄露電纜不能夠像例如隧道(如圖1a中所圖示的)的情況中那樣被沿著直線安裝的空間。也就是說(shuō)，泄露電纜的布線(routing)(虛線再次圖示了泄露電纜)偏離了直線并且必須被調(diào)整以在所有的區(qū)域中提供覆蓋。這使得電纜的安裝更加困難且成本更高，在人工和材料兩個(gè)視角上都是如此。因?yàn)樾孤峨娎|由于它們的重量和硬度分布而相對(duì)昂貴且安裝復(fù)雜，這就提出了一個(gè)主要的問(wèn)題。
[0007]分布式天線系統(tǒng)(DAS)使用分離的天線集合來(lái)提供覆蓋。因?yàn)槊總€(gè)天線充當(dāng)在路徑損耗行為方面的點(diǎn)源(忽略來(lái)自輻射模式的任何潛在的額外增益)，天線需要被分布在覆蓋區(qū)域上。在走廊、隧道、以及其它圓柱狀空間中，即在一個(gè)維度顯著地大于其它的兩個(gè)橫截面維度的空間中，需要安裝多個(gè)DAS天線以保證覆蓋，即使在具有沿著更大的維度的主波束方向的定向天線的情況中也是如此。在圖1c中圖示了這種情況(圓點(diǎn)圖示天線)。使用這種分離的天線布置，在天線之間的覆蓋將會(huì)變化并且可能需要許多天線來(lái)實(shí)現(xiàn)期望的最小覆蓋。另一方面，當(dāng)橫截面的尺寸變化時(shí)，DAS天線則特別適合，因?yàn)樗鼈兡軌蛱峁╊~外的覆蓋，通過(guò)在開(kāi)放空間中的放置或通過(guò)將定向波束指向開(kāi)放空間，使天線被放置在可以基于與非覆蓋相關(guān)的方面(諸如易于安裝以及成本)而被選擇的位置處。在圖1d中圖示了這種情況(沒(méi)有圖示到天線之所需要的電纜)。
[0008]室內(nèi)環(huán)境通常是連接開(kāi)放空間的走廊狀空間的混合。例如，這對(duì)于傳統(tǒng)的辦公室建筑物是成立的，其中的“交互區(qū)域”被稀疏地分布在建筑物中。在地下的公共運(yùn)輸設(shè)施中狹窄的通道和開(kāi)放區(qū)域的類(lèi)似的組合是常見(jiàn)的。無(wú)線流量需求涉及這些區(qū)域中的人員的分布，開(kāi)放空間通常與高的需求相關(guān)聯(lián)(其中大批的人員是靜止的)并且走廊與較低的需求相關(guān)聯(lián)(其中的人員是移動(dòng)的、或者在沿著走廊的更小的辦公室中是靜止的)?？赡芟Ｍ谑褂肕頂O的無(wú)線系統(tǒng)中提供在每個(gè)單位區(qū)域上的、匹配與位置相關(guān)的流量需求的容量。
[0009]本公開(kāi)的目標(biāo)是解決或至少緩和上文所提到的問(wèn)題中的至少一個(gè)問(wèn)題。
[0010]根據(jù)第一方面，通過(guò)用于在混合的空間類(lèi)型中提供用于多輸入多輸出MMO通信的覆蓋的天線系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)所述目標(biāo)。該天線系統(tǒng)包括被布置成在第一空間類(lèi)型中的提供覆蓋的泄露電纜；以及包括一個(gè)或多個(gè)天線并且被布置成在第二空間類(lèi)型中提供覆蓋的分布式天線系統(tǒng)。分布式天線系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)天線的每個(gè)天線都通過(guò)環(huán)形器被連接至泄露電纜，并且MMO通信被泄露電纜的兩個(gè)端部支持，泄露電纜的兩個(gè)端部適于連接至被配置成用于MIMO通信的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)的天線端口。
[0011]該天線系統(tǒng)提供了用于包括混合的空間類(lèi)型的環(huán)境中的MIMO通信的改善的、更加均勻的覆蓋和改善的容量。也就是說(shuō)，在具有不同的幾何結(jié)構(gòu)的空間中，諸如包括例如走廊和隧道等的圓柱狀空間的第一空間類(lèi)型，以及包括例如大房間的開(kāi)放的空間類(lèi)型上的第二空間類(lèi)型。根據(jù)不同的空間類(lèi)型中的期望的流量需求，通過(guò)將泄漏電纜用作通信裝置(means)或者將DAS用作通信裝置或者將二者用作通信裝置，可以使每個(gè)單位區(qū)域上的通信容量和與位置相關(guān)的流量需求相匹配。
[0012]根據(jù)第二方面，通過(guò)用于使用如上文的天線系統(tǒng)的、用于提供多輸入多輸出MMO通信的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)所述目標(biāo)。該方法包括:將泄漏電纜的端部連接至被配置用于MIMO通信的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的第一天線端口，并且將泄漏電纜的相對(duì)的端部連接至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的第二天線端
□ O
[0013]根據(jù)第三方面，通過(guò)包括如上文的天線系統(tǒng)的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)所述目標(biāo)，其中將泄漏電纜的一個(gè)端部連接至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的第一天線端口，并且將泄漏電纜的相對(duì)的端部連接至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的第二天線端口。
[0014]在閱讀了以下的描述和附圖之后，本公開(kāi)的另外的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖la、lb、lc、ld分別圖示了泄露電纜和分布式天線的部署。
[0016]圖2圖示了根據(jù)本公開(kāi)的系統(tǒng)和天線系統(tǒng)、并且具體地用于提供雙向天線饋送的裝置的實(shí)施例。
[0017]圖3圖示了根據(jù)本公開(kāi)的天線系統(tǒng)的實(shí)施例。
[0018]圖4a、4b、4c、4d示意性地圖示了用于根據(jù)本公開(kāi)的天線系統(tǒng)的不同的安裝場(chǎng)景。
[0019]圖5是關(guān)于根據(jù)本公開(kāi)的方法的各個(gè)步驟的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]在以下的描述中，出于解釋而不是限制的目的，闡述了諸如特定的架構(gòu)、接口、技術(shù)等的具體的細(xì)節(jié)，從而提供透徹的理解。在其它實(shí)例中，省略了眾所周知的設(shè)備、電路、以及方法，從而不使不必要的細(xì)節(jié)使描述變得模糊。相同的參考數(shù)字在整個(gè)描述中指代相同或相似的元件。
[0021]簡(jiǎn)而言之，本公開(kāi)提供了涉及在包括圓柱狀的區(qū)域(走廊、隧道等)和開(kāi)放空間的混合的環(huán)境中、特別是在室內(nèi)環(huán)境中提供用于MMO無(wú)線系統(tǒng)的好的覆蓋和容量的問(wèn)題的解決方案。泄露電纜和分布式天線系統(tǒng)(DAS)的各個(gè)方面被用于提供泄露電纜和DAS的天線二者的異構(gòu)的部署。包括泄露電纜和DAS天線的天線系統(tǒng)可以使用環(huán)形器以菊鏈方式被連接至相同的單根饋線(其自身可以是泄露電纜)，用于提供給定區(qū)域上的覆蓋或容量，使泄露電纜覆蓋圓柱狀的區(qū)域而且使DAS天線覆蓋開(kāi)放空間。而且，該天線系統(tǒng)從單根饋線的兩個(gè)端部進(jìn)行饋送，從而提供MIMO的能力。
[0022]圖2圖示了根據(jù)本公開(kāi)的天線系統(tǒng)、并且具體是用于提供雙向天線饋送的裝置的實(shí)施例。天線系統(tǒng)I包括泄露電纜2和借助于環(huán)形器4^42、^被連接至泄露電纜2的多個(gè)天線31、32、33、34o
[0023]泄露電纜2可以包括例如屏蔽同軸電纜的同軸電纜。泄露電纜2包括裂縫(slit)或槽，使得所傳送的通信信號(hào)能夠沿著其長(zhǎng)度散發(fā)到周?chē)沫h(huán)境中。需要注意的是，泄露電纜2可以被調(diào)整為用于特定的環(huán)境中，在其中泄露電纜只在需要通信的部分中具有這種槽，而在不需要通信的部分中沒(méi)有這種槽，例如由于環(huán)境中的這些部分被天線3^3^3^34所覆至
ΠΠ ο
[0024]泄露電纜具有兩個(gè)端部，其中的一個(gè)端部傳統(tǒng)上被連接至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)并且被用于饋送/感測(cè)該電纜，而另一個(gè)端部則被端接或被懸空。在本公開(kāi)中，泄露電纜2的兩個(gè)端部都被連接至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5，并且具體是被連接至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5的相應(yīng)的天線端口 8、9。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5因此能夠經(jīng)由其位于泄露電纜2的兩個(gè)端部處的天線端口 8、9饋送/感測(cè)泄露電纜2。泄露電纜2的第一端部被連接至第一天線端口 8而泄露電纜2的第二端部被連接至第二天線端口 9。
[0025]泄露電纜2的兩個(gè)端部被連接至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5。泄露電纜2因此在其端部處適于連接至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5被配置成向一個(gè)或多個(gè)通信設(shè)備(未示出)提供無(wú)線通信。具體地，例如通過(guò)在其電纜的端部包括相應(yīng)的連接設(shè)備7a、7b，泄露電纜2被連接至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5，連接設(shè)備7a、7b例如包括天線連接器。
[0026]網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5例如可以包括例如演進(jìn)的節(jié)點(diǎn)B(也被稱作eNB和eNodeB)的無(wú)線電基站。當(dāng)饋送泄露電纜2時(shí)，從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5所發(fā)送的信號(hào)通過(guò)泄露電纜2，并且位于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5的覆蓋區(qū)域內(nèi)的通信設(shè)備(未圖示)可以接收該信號(hào)。泄露電纜的饋送因此是從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5到通信設(shè)備的下行方向。當(dāng)感測(cè)泄露電纜2時(shí)，由通信設(shè)備所發(fā)送的信號(hào)借助于泄露電纜2被接收。泄露電纜2的感測(cè)因此是從通信設(shè)備到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5的上行方向。
[0027]天線系統(tǒng)I還包括多個(gè)天線3^3^3^34,這些天線可以被看作是分布式天線3，其中每個(gè)天線可以被看作點(diǎn)源。在圖2中的參考數(shù)字3旨在總體上包含任何這樣的天線3^32、33、34。例如，天線可以是偶極子天線、貼片天線等。天線、32、33、34的任意一個(gè)都經(jīng)由環(huán)形器屯、42、43被連接至泄露電纜2。環(huán)形器屯、42、43可以是三端口的環(huán)形器(如由環(huán)形器^、42所圖示的)、或四端口的環(huán)形器(如由環(huán)形器43所圖示的)。環(huán)形器4^42、％是無(wú)源設(shè)備，其中進(jìn)入到任何一個(gè)端口的無(wú)線電頻率(RF)信號(hào)以旋轉(zhuǎn)(rotat1n)的方式被傳輸至下一個(gè)端口。在圖中，通過(guò)箭頭以傳統(tǒng)的方式指示旋轉(zhuǎn)的方向。需要注意的是，雖然僅僅示出和描述了幾個(gè)天線和環(huán)形器，但是天線系統(tǒng)I可以包括任意數(shù)量的天線和環(huán)形器，并且還需要注意的是，環(huán)形器可以被以不同的方式配置到泄露電纜2，即環(huán)形器的端口能夠被以不同的方式連接至泄露電纜2以提供期望的信號(hào)傳遞。
[0028]針對(duì)來(lái)自沿著泄露電纜2的兩個(gè)方向上的沖擊能量，環(huán)形器4^4^43提供天線31、32、33、34的同步饋送。方向因此被稱為上行，即在天線(或泄露電纜2)處所接收的用于傳送至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5的信號(hào)；以及下行，即從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5所發(fā)送的將由通信設(shè)備所接收的信號(hào)。由此提供了雙向饋送。也提供MMO功能，即天線3!、32、33、34的幾個(gè)可以例如接收來(lái)自特定的通信設(shè)備的信令，該信令被傳送至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5隨后可以處理信號(hào)，從而提供改善的信號(hào)質(zhì)量。天線系統(tǒng)I同時(shí)支持空間復(fù)用的M頂O功能，這提供了數(shù)據(jù)吞吐容量的增加。
[0029]每個(gè)環(huán)形器如、42、43都適于向與其互連的天線傳遞特定量的能量。具體地，沿著泄露電纜2的長(zhǎng)度所發(fā)送的RF能量到達(dá)環(huán)形器的一個(gè)端口并且由此被傳遞至下一個(gè)端口。每個(gè)天線3^3^3^34都與泄露電纜2失配，從而僅僅經(jīng)配置量的能量通過(guò)該天線被輻射。也就是說(shuō)，以圖2中最左邊的天線(天線32)作為示例:如果它與傳輸線(S卩，泄露電纜)的阻抗匹配，那么它將在下行上輻射它從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5所接收的全部能量，并且將不會(huì)獲得期望的覆蓋。因此，天線3^3^3^34被失配，提供了將要由相應(yīng)的天線所發(fā)送/接收的期望的、一部分的入射(incident)功率。因此天線可以使用例如失配部件，例如所使用的功分器，作為控制每個(gè)天線所輻射的功率的量的裝置而被連接至饋線(即泄露電纜2)。這種失配可以通過(guò)使得天線的阻抗適于與泄露電纜2的阻抗失配來(lái)實(shí)現(xiàn)，由此提供由相應(yīng)的天線所發(fā)送/接收的期望的、一部分的功率。在不同的位置處所輻射的功率的量可以通過(guò)泄露電纜2的衰減率、天線3^3^3^34的增益的所期望的組合、或通過(guò)使用失配的其它部件來(lái)控制，例如通過(guò)基于阻抗來(lái)選擇傳輸線(例如通過(guò)使用具有不同于天線阻抗的阻抗的傳輸線)。
[0030]可以對(duì)天線3^3^3^34的失配進(jìn)行調(diào)整，從而在上行和下行中提供類(lèi)似的覆蓋。作為用于對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明的特定的示例，假定提供被連接至相應(yīng)的三端口環(huán)形器的兩個(gè)天線。對(duì)于這兩個(gè)天線，它們具有相同的發(fā)送功率(下行)，第一個(gè)天線(例如，指代圖2的最左邊的三端口的天線32)可以具有的傳輸反射系數(shù)使得在其最左邊的端口上所入射的功率的一半被傳遞至下一個(gè)端口(如由指示了旋轉(zhuǎn)方向的箭頭所指示的)并且被天線所輻射，而剩余的能量則隨后被傳遞到它的下一個(gè)端口上并且進(jìn)一步被傳遞到第二天線上，第二天線具有與第一天線相同的端口配置。如果第二天線具有完美的阻抗匹配，那么它就將發(fā)送剩余的能量并且在兩個(gè)天線上實(shí)現(xiàn)相同的下行發(fā)送功率。然而，為了具有針對(duì)第二天線的完美的阻抗匹配將意味著由第一天線所接收的用于上行的全部能量將由第二天線所發(fā)送。因此，在實(shí)施例中，失配被配置，從而用于上行的阻抗不同于用于下行的阻抗。這是用于頻分復(fù)用(FDD)系統(tǒng)的適當(dāng)?shù)膶?shí)施例，其在上行和下行中使用了不同的載波頻率，并且要求天線被配置成相對(duì)于所發(fā)送/接收的功率的量具有相反的失配(reversed mismatch)。作為提供了純粹用于增強(qiáng)理解而不是旨在被視為對(duì)本公開(kāi)的范圍的限制的、具體的數(shù)值示例，可以注意下面的內(nèi)容。對(duì)于具有無(wú)損的同軸電纜連接的串饋的三個(gè)天線，它們分別具有的傳輸反射系數(shù)是Slltx= {-1.8，-3，負(fù)無(wú)窮大}(^，所有的天線將發(fā)送相同的功率。為了使所有的天線接收相同的功率(假定相同的入射功率密度)，天線應(yīng)該分別具有的接收反射系數(shù)是Sll_rx = {負(fù)無(wú)窮大，-3，-l.8}dB0
[0031]天線3^3^3^34可以被布置成通過(guò)提供具有不同的正交極化的天線來(lái)提供重疊的覆蓋。天線由此可以被雙極化，即能夠以垂直極化和水平極化進(jìn)行操作。
[0032]可以通過(guò)布置兩個(gè)或多于兩個(gè)三端口的環(huán)形器屯、42、或者通過(guò)布置一個(gè)或多個(gè)四端口的環(huán)形器43來(lái)提供雙向天線饋送。參考圖3，圖示了兩個(gè)三端口的環(huán)形器如、42，其中的最左邊的三端口的環(huán)形器42在其第一端口 P1處被連接至傳輸線(即泄露電纜2)，在其第二端口 P2處被連接至天線32且在其第三端口 P3處被再次連接至泄露電纜2。最右邊的三端口的環(huán)形器如在其第一端口 Pi處被連接至泄露電纜2，在其第二端口 P2處被連接至泄露電纜2且在其第三端口 P3處被連接至天線。兩個(gè)三端口的環(huán)形器如、42提供了雙向通信。對(duì)于從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5的第一天線端口8所發(fā)送的下行(由箭頭Tx指示的)信號(hào)(參考圖2)，最左邊的三端口的環(huán)形器42在其第一端口 P1處接收信號(hào)，并且將其傳遞給天線32，該天線發(fā)送所配置的一部分的接收信號(hào)能量并且將其余的能量傳遞給它的第三端口 P3。最右邊的三端口的環(huán)形器如在其第一端口 P1*接收這一能量，將其傳遞給第二端口 P2并且進(jìn)一步地沿著泄露電纜2傳遞，泄露電纜2沿著其長(zhǎng)度傳輸該能量。環(huán)形器還可以接收來(lái)自其它另一端口 9的下行信號(hào)，并且以對(duì)應(yīng)的方式來(lái)傳輸信號(hào)。在上行中(由箭頭Rx指示)，最右邊的三端口的環(huán)形器如在天線處接收信號(hào)，該天線將所接收到的信號(hào)能量傳遞給其第一端口丹。最左邊的三端口的環(huán)形器42在其第三端口 P3處接收這一能量，將其傳遞給第一端口 ？!并且進(jìn)一步地沿著泄露電纜2傳遞給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5。雖然由天線3:所接收到的信號(hào)能量的部分是由或者可能是由泄露電纜2所輻射的(取決于泄露電纜的槽的布置)，但是在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5處所接收的信號(hào)能夠以令人滿意的方式被處理。而且，如之前所提到的，泄露電纜2可以通過(guò)提供僅僅位于其適當(dāng)部分處的、之前所提到的槽而被布置成在沿著其長(zhǎng)度的某些部分處是“泄露的”并且被布置成在其長(zhǎng)度的其它部分是非“泄露的”。在具有隧道狀的形狀的區(qū)域中，泄露電纜2應(yīng)該被布置成提供通信，即是“泄露的”，而在具有更開(kāi)放空間的區(qū)域中，通信則能夠依賴于通過(guò)分布式天線系統(tǒng)天線3^3^3^34而被提供，并且泄露電纜處于這些非“泄露的”區(qū)域，即沒(méi)有被提供槽的區(qū)域。
[0033]再次簡(jiǎn)要地參考圖2，雙向天線饋送可以通過(guò)布置一個(gè)四端口的環(huán)形器43而被提供。如圖所示，四端口的環(huán)形器43在其最左邊的端口處被連接至泄露電纜2，在其上部端口處被連接至第一天線33，在其底部端口處被連接至第二天線34并且在其最右邊的端口處被連接至泄露電纜2。在下行中，在其最左邊的端口處接收能量，并且將其傳遞給天線34，該天線輻射其所配置的量，將其余的能量傳遞給環(huán)形器43的最右邊的端口并且進(jìn)一步沿著泄露電纜2傳遞。在上行中，當(dāng)?shù)谝惶炀€33接收到來(lái)自通信設(shè)備的信號(hào)時(shí)，其將信號(hào)傳遞給環(huán)形器43的最左邊的端口，隨后進(jìn)一步沿著泄露電纜2傳遞以便由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5在其第二天線端口9中接收。當(dāng)?shù)诙炀€34接收到來(lái)自通信設(shè)備的信號(hào)時(shí)，其將信號(hào)傳遞給環(huán)形器43的最右邊的端口，隨后進(jìn)一步沿著泄露電纜2傳遞以便由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5在其第一天線端口8中接收。如之前所提到的，信號(hào)能量的一部分通過(guò)泄露電纜2被輻射，并且依賴于環(huán)形器的配置，還通過(guò)沿著到達(dá)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5的通路的一些天線被輻射。
[0034]天線系統(tǒng)I因此被配置成借助于泄露電纜2結(jié)合包括一個(gè)或多個(gè)天線3^3^3^34的分布式天線系統(tǒng)(DAS)來(lái)提供覆蓋。天線系統(tǒng)I通過(guò)使用不同的發(fā)送/接收裝置提供用于Mnro操作的異構(gòu)的傳播環(huán)境中的改善的容量和覆蓋。根據(jù)空間中的位置，被發(fā)送和接收的經(jīng)配置量的功率被提供。通過(guò)在均勻的環(huán)境中使用泄露電纜2并且在開(kāi)放的環(huán)境中(盡管位于室內(nèi))使用DAS天線，實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)的解決方案，其中能夠通過(guò)選擇泄露電纜的衰減率、天線增益、以及功分器的期望的組合來(lái)控制在不同位置處所輻射的功率的量。
[0035]圖4a、4b、4c、4d示意性地圖示了用于根據(jù)本公開(kāi)的天線系統(tǒng)I的不同的安裝場(chǎng)景。圖4a示出了其中的泄露電纜2覆蓋走廊區(qū)域的場(chǎng)景，如虛線所示。在開(kāi)放區(qū)域中，泄露電纜2是非泄露的(由實(shí)線所示)，即泄露電纜在該區(qū)域中是非輻射的同軸饋線電纜。在這種開(kāi)放類(lèi)型的區(qū)域中，將全向天線(由被連接至泄露電纜2的圓圈指示)用于覆蓋。
[0036]圖4b圖示了類(lèi)似的場(chǎng)景，但是其中的泄露電纜2還被用于通過(guò)開(kāi)放區(qū)域的信號(hào)路由。這兩個(gè)實(shí)施例的任一個(gè)實(shí)施例(圖4a、圖4b)可能是有利的，這取決于電纜和安裝的成本、開(kāi)放區(qū)域的尺寸和形狀等。
[0037]圖4c圖示了將泄露電纜2再次用于走廊中的覆蓋(虛線)，但是在開(kāi)放區(qū)域中使用了單個(gè)波束的定向天線。圖4d圖示了將泄露電纜2再次用于走廊中的覆蓋(虛線)，但是在開(kāi)放區(qū)域中使用了多個(gè)波束的定向天線。在這兩種場(chǎng)景中，泄露電纜2在開(kāi)放空間中被布置成傳統(tǒng)的同軸電纜(即非泄露的)。
[0038]再次參考圖2，在一個(gè)方面，本公開(kāi)還提供包括根據(jù)已經(jīng)描述的多個(gè)實(shí)施例的任意一個(gè)實(shí)施例的天線系統(tǒng)I和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5的系統(tǒng)1。泄露電纜2的一個(gè)端部被連接至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5的第一天線端口 8，而且泄露電纜2的相對(duì)的端部被連接至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5的第二天線端口 9，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5形成了系統(tǒng)10的一部分。
[0039]本公開(kāi)因此在一個(gè)方面中公開(kāi)了用于在混合的空間類(lèi)型中提供用于多輸入多輸出M頂O通信的均勻的覆蓋的天線系統(tǒng)I。該天線系統(tǒng)I包括:
[0040]-泄露電纜2，其被布置成提供第一空間類(lèi)型中的覆蓋，以及
[0041 ]-分布式天線系統(tǒng)3，其包括一個(gè)或多個(gè)天線3ι、32、33、34并且被布置成提供第二空間類(lèi)型中的覆蓋，其中分布式天線系統(tǒng)3的一個(gè)或多個(gè)天線3^3^3^34的每個(gè)天線都通過(guò)環(huán)形器4!、42、43被連接至泄露電纜2，并且其中的MMO通信被泄露電纜2的兩個(gè)端部支持，泄露電纜2的兩個(gè)端部適于連接至被配置成用于MMO通信的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5的相應(yīng)的天線端口 8、9。
[0042]根據(jù)期望的業(yè)務(wù)需求，通過(guò)將泄漏電纜用作通信裝置或者將DAS用作通信裝置或者將二者用作通信裝置，可以使每個(gè)單位區(qū)域上的通信容量和與依賴位置的流量需求相匹配。根據(jù)將被提供無(wú)線通信覆蓋的空間或區(qū)域的布局，以及由此的流量需求，天線系統(tǒng)I的泄露電纜2和/或分布式天線系統(tǒng)2被安裝在對(duì)應(yīng)的空間或區(qū)域中。天線系統(tǒng)I因此被布置成例如通過(guò)使得接收/發(fā)送裝置適于與特定的空間類(lèi)型中的期望的流量需求相匹配而提供用于混合的空間類(lèi)型中的M頂O通信的均勻的覆蓋。
[0043]在實(shí)施例中，分布式天線系統(tǒng)3的每個(gè)天線、32、33、34都適于發(fā)送通過(guò)其被連接至且適于接收能量的環(huán)形器^、如、^從泄露電纜2所接收的經(jīng)配置量的能量，并且通過(guò)其被連接至的環(huán)形器41、42、43將經(jīng)配置量的能量傳遞到泄露電纜2上。
[0044]在實(shí)施例中，分布式天線系統(tǒng)3的每個(gè)天線、32、33、34都適于通過(guò)具有相對(duì)于泄露電纜2的阻抗如下比率的阻抗，該比率提供相應(yīng)的經(jīng)配置量的能量來(lái)來(lái)發(fā)送和接收經(jīng)配置量的能量。
[0045]在上述實(shí)施例的變化中，分布式天線系統(tǒng)3的每個(gè)天線3^3^3^34適于通過(guò)在第一頻率處具有相對(duì)于泄露電纜的阻抗的一個(gè)比率的阻抗來(lái)發(fā)送經(jīng)配置的第一能量的量，并且其中分布式天線系統(tǒng)3的每個(gè)天線3^3^3^34適于通過(guò)在第二頻率處具有相對(duì)于泄露電纜的阻抗的一個(gè)比率的阻抗來(lái)接收經(jīng)配置的第二能量的量。
[0046]在實(shí)施例中，分布式天線系統(tǒng)3的每個(gè)天線3^3^3^34與泄露電纜2失配。
[0047]在實(shí)施例中，分布式天線系統(tǒng)3的每個(gè)天線31、32、33、34包括與泄露電纜2的阻抗失配的阻抗。
[0048]在實(shí)施例中，分布式天線系統(tǒng)3的至少一個(gè)天線3^3^3^34是雙極化天線?？梢酝ㄟ^(guò)能夠在垂直極化和水平極化上操作的這些天線來(lái)提供重疊的覆蓋。
[0049]在實(shí)施例中，在天線系統(tǒng)I的不同位置處的輻射功率的量基于泄露電纜的衰減、速率、天線增益、泄露電纜2中的槽的數(shù)目和放置、和/或所提供的功分器的任意組合來(lái)進(jìn)行配置。
[0050]在實(shí)施例中，泄露電纜2的兩個(gè)端部的每個(gè)端部包括相應(yīng)的連接器6、7，泄露電纜2由此適于用于被連接至相應(yīng)的天線端口 8、9。
[0051 ]在實(shí)施例中，第一空間類(lèi)型包括其中的一個(gè)維度顯著地大于其它的兩個(gè)、橫截面維度的拉長(zhǎng)的空間，諸如圓柱狀的空間(例如，隧道或建筑物的走廊)，并且其中的第二空間類(lèi)型包括開(kāi)放的空間(例如，火車(chē)站的站臺(tái)或諸如建筑物的會(huì)議室的會(huì)晤位置)。
[0052]在實(shí)施例中，第一空間的長(zhǎng)度與寬度或高度之間的比率顯著地大于第二空間的長(zhǎng)度與寬度或高度之間的比率。本公開(kāi)因此適用于具有混合的不同的空間類(lèi)型(區(qū)域)的環(huán)境。這些不同的空間類(lèi)型能夠以不同的方式被定義或描述，而上述的兩個(gè)實(shí)施例旨在作為其中的示例。
[0053]在實(shí)施例中，每個(gè)環(huán)形器4^4^43被連接至泄露電纜2并且被布置成向其所連接的天線傳遞經(jīng)配置量的能量。
[0054]現(xiàn)在參考圖5，它是關(guān)于根據(jù)本公開(kāi)的方法的各個(gè)步驟的流程圖。具體地，本公開(kāi)在一個(gè)方面提供了用于使用如之前所述的天線系統(tǒng)I來(lái)提供用于多輸入多輸出MMO通信的方法20。在特定的實(shí)施例中，天線系統(tǒng)I包括被布置成提供第一空間類(lèi)型中的覆蓋的泄露電纜2其；以及包括一個(gè)或多個(gè)天線3^3^3^34并且被布置成提供第二空間類(lèi)型中的覆蓋的分布式天線系統(tǒng)3其，其中分布式天線系統(tǒng)3的一個(gè)或多個(gè)天線3^3:^3^34中的每個(gè)天線都通過(guò)環(huán)形器4^4^43被連接至泄露電纜2，并且其中的MMO通信通過(guò)被泄露電纜2的兩個(gè)端部支持，泄露電纜2的兩個(gè)端部適于連接至被配置成用于MMO通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5的相應(yīng)的天線端口 8、9。然而，需要注意的是，方法20可以被用于且針對(duì)所描述的天線系統(tǒng)I的多個(gè)實(shí)施例的任意一個(gè)實(shí)施例中。
[0055]方法20包括將泄漏電纜2的端部連接至21被配置為用于MMO通信的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5的第一天線端口 8，并且將泄漏電纜2的相對(duì)的端部連接至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5的第二天線端口 9。
[0056]在實(shí)施例中，方法20包括通過(guò)針對(duì)每個(gè)天線3^3^3^34選擇的阻抗與泄漏電纜2的阻抗失配來(lái)對(duì)分布式天線系統(tǒng)3的每個(gè)天線3^3^3^34與泄漏電纜2進(jìn)行失配22。例如，這種失配可以根據(jù)天線系統(tǒng)I所安裝的環(huán)境而被調(diào)整。
[0057]在實(shí)施例中，方法20包括通過(guò)選擇泄露電纜的衰減、速率、天線增益、泄露電纜2中的槽的數(shù)目和放置、和/或所提供的功分器的任意組合來(lái)選擇位于天線系統(tǒng)(I)的不同的位置處的輻射功率的量。
[0058]在實(shí)施例中，方法20包括從它的兩個(gè)端部來(lái)饋送泄露電纜2。
[0059]本公開(kāi)在另一個(gè)方面提供包括如已經(jīng)描述的天線系統(tǒng)I的系統(tǒng)10，其中泄漏電纜2的一個(gè)端部被連接至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5的第一天線端口 8，并且泄漏電纜2的相對(duì)的端部被連接至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5的第二天線端口 9，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5形成系統(tǒng)1的一部分。
[0060]系統(tǒng)1因此包括天線系統(tǒng)I和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5ο在特定的實(shí)施例中，天線系統(tǒng)I包括被布置成提供第一空間類(lèi)型中的覆蓋的泄露電纜2其；以及包括一個(gè)或多個(gè)天線3^3^3^34并且被布置成提供第二空間類(lèi)型中的覆蓋的分布式天線系統(tǒng)3其，其中分布式天線系統(tǒng)3的一個(gè)或多個(gè)天線31、32、33、34的每個(gè)天線都通過(guò)環(huán)形器Α?被連接至泄露電纜2，并且其中的MMO通信被泄露電纜2的兩個(gè)端部支持，泄露電纜2的兩個(gè)端部適于連接至被配置成用于MIMO通信的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5的相應(yīng)的天線端口 8、9。然而，需要注意的是，系統(tǒng)1可以包括所描述的天線系統(tǒng)I的多個(gè)實(shí)施例的任意一個(gè)實(shí)施例。
[0061]如之前所描述的，系統(tǒng)10的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)5例如可以是增強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)B(也被稱作eNB和eNodeB)，其被配置成與通信設(shè)備進(jìn)行通信。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于在混合的空間類(lèi)型中提供用于多輸入多輸出MIMO通信的覆蓋的天線系統(tǒng)(I)，所述天線系統(tǒng)(I)包括: -泄露電纜(2)，被布置成提供第一空間類(lèi)型中的覆蓋，以及 -分布式天線系統(tǒng)(3)，包括一個(gè)或多個(gè)天線(3^32,33,34)并且被布置成提供第二空間類(lèi)型中的覆蓋，其中所述分布式天線系統(tǒng)(3)的所述一個(gè)或多個(gè)天線(3^32, 33 ,34)中的每個(gè)天線都通過(guò)環(huán)形器(4^42,43)連接至所述泄露電纜(2)，并且其中所述MMO通信被所述泄露電纜(2)的兩個(gè)端部支持，所述泄露電纜(2)的兩個(gè)端部適于連接至被配置用于MMO通信的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(5)的相應(yīng)的天線端口( 8，9)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)(I)，其中所述分布式天線系統(tǒng)(3)的每個(gè)天線(3i，32，33，34)適于發(fā)送經(jīng)配置量的能量，所述經(jīng)配置量的能量是通過(guò)其連接至的環(huán)形器(4^42，43)從所述泄露電纜(2)接收的，并且適于接收能量并且通過(guò)其連接至的環(huán)形器(4^42,43)向所述泄露電纜(2)繼續(xù)傳遞經(jīng)配置量的能量。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天線系統(tǒng)(I)，其中所述分布式天線系統(tǒng)(3)的每個(gè)天線(3i，32，33，34)適于通過(guò)具有相對(duì)于所述泄露電纜(2)的阻抗的如下比率的阻抗而發(fā)送和接收所述經(jīng)配置量的能量，所述比率提供相應(yīng)的所述經(jīng)配置量的能量。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天線系統(tǒng)(I)，其中所述分布式天線系統(tǒng)(3)的每個(gè)天線(3i，32，33，34)適于通過(guò)在第一頻率處具有相對(duì)于所述泄露電纜的阻抗的一個(gè)比率的阻抗來(lái)發(fā)送經(jīng)配置的第一量的能量，并且其中所述分布式天線系統(tǒng)(3)的每個(gè)天線(3^32, 33 ,34)適于通過(guò)在第二頻率處具有相對(duì)于所述泄露電纜的阻抗的一個(gè)比率的阻抗來(lái)接收經(jīng)配置的第二量的能量。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)(I)，其中所述分布式天線系統(tǒng)(3)的每個(gè)天線(3i，32，33，34)與所述泄露電纜(2)失配。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)(I)，其中所述分布式天線系統(tǒng)(3)的每個(gè)天線(3i，32，33，34)包括與所述泄露電纜(2)的阻抗失配的阻抗。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)(I)，其中所述分布式天線系統(tǒng)(3)的至少一個(gè)天線(3^32,33，34)是雙極化天線。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)(I)，其中在所述天線系統(tǒng)(I)的不同位置處的輻射功率的量是基于泄露電纜的衰減、速率、天線(3^32,33,34)的增益、所述泄露電纜(2)中的槽的數(shù)目和放置、和/或所提供的功分器的任意組合而配置的。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)(I)，其中所述泄露電纜(2)的所述兩個(gè)端部中的每個(gè)端部包括相應(yīng)的連接器(6，7)，由此所述泄露電纜適于連接至相應(yīng)的天線端口(8，9)。10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)(I)，其中所述第一空間類(lèi)型包括其中一個(gè)維度顯著地大于其它兩個(gè)橫截面維度的拉長(zhǎng)的空間，諸如圓柱狀的空間，并且其中所述第二空間類(lèi)型包括開(kāi)放的空間。11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)(I)，其中所述第一空間的長(zhǎng)度與寬度或高度之間的比率顯著地大于所述第二空間的長(zhǎng)度與寬度或高度之間的比率。12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)(I)，其中每個(gè)環(huán)形器(4^42,43)連接至所述泄露電纜(2)并且被布置成向連接至其的天線傳遞經(jīng)配置量的能量。13.—種用于使用根據(jù)權(quán)利要求1-10中的任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)(I)來(lái)提供用于多輸入多輸出M頂O通信的方法(20)，所述方法(20)包括: -將所述泄漏電纜(2)的端部連接至(21)被配置用于MMO通信的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(5)的第一天線端口(8)，并且將所述泄漏電纜(2)的相對(duì)的端部連接至所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(5)的第二天線端口(9)014.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法(20)，包括通過(guò)針對(duì)每個(gè)天線(3^32,33,34)選擇與所述泄漏電纜(2)的所述阻抗失配的阻抗來(lái)使所述分布式天線系統(tǒng)(3)的每個(gè)天線(3^32,33，34)與所述泄漏電纜(2)失配(22)。15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法(20)，包括通過(guò)選擇泄露電纜的衰減、速率、天線(3^32,33,34)的增益、所述泄露電纜(2)中的槽的數(shù)目和放置、和/或所提供的功分器的任意組合來(lái)選擇將在所述天線系統(tǒng)(I)的不同位置處被輻射的功率的量。16.根據(jù)權(quán)利要求13-15中的任一項(xiàng)所述的方法(20)，包括從所述泄露電纜(2)的兩個(gè)端部來(lái)饋送所述泄露電纜(2)。17.—種包括根據(jù)權(quán)利要求1-12中的任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)(I)的系統(tǒng)(10)，其中所述泄露電纜(2)的一個(gè)端部連接至所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(5)的第一天線端口(8)，而且所述泄露電纜(2)的相對(duì)的端部連接至所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(5)的第二天線端口(9)。
【文檔編號(hào)】H01Q13/20GK105917519SQ201480073608
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2014年1月20日
【發(fā)明人】M·約翰森, M·科爾德雷, H·亞斯普倫德, A·尼爾森
【申請(qǐng)人】瑞典愛(ài)立信有限公司