[发明专利]可缩放的蜂窝通信系统

说明书

这个专利文件的公布包含受版权保护的材料。该版权所有人不反对任何人复制该专利文件或专利公布，因为其发表在美国专利商标事物所专利文件或记录中，然而无论如何在别的方面却保留所有版权。

本专利申请涉及在题为“用于蜂窝通信系统的有源天线阵配置和控制”、以Joseph Shapira的名义与此同一天申请(Pillsbury Madison& Sutro LLP代理人卷号No.241665/81746)的美国专利申请中的公布内容。

这个专利申请是1998.10.30申请的共同等待审查的美国专利申请No.09/171,986的部分继续申请，它是1998.3.3申请的国际专利申请No.PCT/IL98/00104的国内阶段，它要求(因此这个专利申请也要求)1997.3.3申请的以色列专利申请No.120364，1997.4.20申请的120706以及1997.6.30申请的121201的权利。

这个专利申请也是1998.3.3申请的共同等待审查的PCT国际专利申请No.PCT/IL98/00103的部分继续申请，它要求(因此这个专利申请也要求)1997.3.3申请的以色列专利申请No.120364，1997.4.20申请的120706以及1997.6.30申请的121201的权利。

每个上面提及的专利申请的内容因此在此全文作为参考。

技术领域

本发明的某些方面涉及无线通信系统。本发明的其它方面涉及用作蜂窝基站的构件的有源辐射器子系统。本发明的另外一些方面涉及用于实现蜂窝基站系统的系统和方法。

背景技术

蜂窝无线通信系统提供用户在一个给定地理服务区域内无线接入话音和数据网络。遍及整个服务区的收/发基站与用户的移动台通信。通常，每个基站服务该服务区的某一确定部分，譬如“小区”。随着用户从一个小区移动进入一个相邻小区，该呼叫从分配给第一小区的基站切换到分配给相邻小区的基站。目前存在多种类型的蜂窝系统，包括高级移动电话系统(AMPS)、码分多址(CDMA)、数字AMPS、全球移动通信系统(GSM)、北欧移动电话(NMT)、全接入通信系统(TACS)以及个人通信系统(PCS)。PCS蜂窝系统可使用诸如DCS1800、PCS 1900、GSM、个人数字蜂窝(PDC)、IS-661、IS-136、以及IS-95等的技术。

基站覆盖一个给定的地理覆盖区域并连接和控制其覆盖区域内的任何移动台。基站用作它们各自小区的“小区站点”。一个小区站点典型地包括至少一个发射天线和至少一个接收天线。多个传输信号在由合路器组合后典型地连接到发射天线。

一个给定小区站点以一个受控级别辐射功率，而且包括一个位置高度足以覆盖小区的天线。这使得在同一蜂窝地理服务区内能频率再用非相邻小区中的同一信道，同时减小共道干扰。一种非常协调的频率再用方案使得在整个蜂窝地理服务区内能处理大量的并发呼叫。为进一步增大一个给定服务区内能处理的业务量，拥挤的小区可再细分为更小的小区，其中每个更小的小区可拥有其自己的基站。这些更小的小区使用较低的发射机功率和高度较低的天线，由此允许进一步的频率再用。这些细分的小区仍可进一步分割用于更进一步的频率再用。这些小区划分可使用定向天线，例如为了降低由于增大频率再用导致的干扰。

由于移动台很可能移动，因此很难控制一个给定基站和移动台之间的视距(LOS)。这种移动改变了路径特性，造成了多路径传播。多路径传播导致诸如多路径衰落和色散等不希望的效果。

分集技术用于克服这些效果。某些类型的分集常用于降低衰落效果以及减小包括频率分集、空间分集、时间分集、角度分集以及极化分集的色散。空间分集涉及物理分隔天线一个预定的物理间隔，这个间隔可以是水平或是垂直的。

极化分集涉及利用在不同(例如正交)平面上极化的两个不同天线单元。极化分集在移动通信系统中所表现的一种优势是能减少安装所需的天线数。

时间分集在不同时刻发送信息而频率分集以不同频率发送信息内容，角度分集改变信号的到达角度。