[发明专利]在智能天线阵列中或与其相关的改进

说明书

技术领域

本发明涉及智能天线阵列的波束形成方法。

背景技术

在其他情况下称为自适应天线阵列的智能天线阵列包括连接到组合/波束形成网络的低增益天线。智能天线可通过距离延伸，死区填充和改善的建筑物穿透性提供增强的作用距离。通过在基站改进发送和接收可增加可允许的路径损耗，由此能改善该基站的距离范围。通过在基站使用智能天线能降低一个无线网络的原始开发成本：随在系统使用中的开发，通过增加附加小区地点和减小现存基站距离范围能增加系统的容量。

由此智能天线阵列方便实施的数字波束形成对UMTS网络被考虑为最有前途的技术之一。线性和平面天线阵列通常被考虑成候选天线类型。这是因为相对其他例如环形阵列类型的天线它们产生低的旁瓣。如果一个通信天线阵列在其波束图形中产生高的旁瓣，这将使强干扰信号在某些方向上到达移动终端，对于下行链路传输可以是一个严重的问题。

在R’99UTRAN技术条件中，引入反馈机制来帮助应用两个天线的发射分集技术。概念是使用不同的扰频码从两个不同的天线发射固定功率的下行链路信号到所有在公共频道中的移动终端，并之后按照从指定的移动终端接收的反馈信号对专用频道采用天线加权，目前对在引入反馈信号传输到四个天线的建议存在很大的商业兴趣。这样的反馈信息使自适应波束形成用于具有四个元件的阵列。一方面，由于有限的信号传输带宽，不可能有时引入用于多于四个天线的任何信号传输机制。另一方面，某些阵列，例如用于蜂窝网络的环形阵列需要至少八个天线以获得显著的阵列增益。同样，可以想像，由多于四个元件组成的线性天线阵列将用在未来的UTRAN产品中。

发明内容

本发明力图提供适于用在蜂窝基站中的改进的天线装置。本发明还力图提供增加一个蜂窝通信基站的容量的可操作的天线装置。本发明也力图提供一种波束形成技术，该技术能开发目前反馈信号传输方案于大的阵列中，并用于定向的或全向的天线。

按照本发明的第一方面，提供了一种智能天线基站装置，包括一个天线元件阵列，该阵列被细分成许多子阵列，其中：

一个元件或选自每个子阵列的多个元件可操作以广播公共控制频道信号，工作时该信号由在该基站覆盖的区域中的移动终端返回；

该装置是可操作的，以应用储存的加权数据和与反馈数据一起到达的数据的方向使该阵列产生在所说移动终端方向的定向的下行链路波束。

该反馈信号能促使用于波束形成加权的相位和幅度分量的最佳化分配于专用频道。

该反馈信号能促使用于波束形成加权的相位分量的最佳化分配于专用频道。

该反馈信号能促使用于波束形成加权的幅度分量的最佳化分配于专用频道。

该反馈信号的相位信息能用来确定该引导天线加权的相位分量。

该反馈信号的幅度能用来确定该引导天线加权的幅度分量。

阵列可包括多个定向天线或一个全向天线阵列。

按照本发明的第二方面，提供了操作一个智能天线基站装置的方法，该装置包括一个天线元件阵列，该阵列细分成多个子阵列，该方法包括步骤：

从一个元件或每个子阵列选择的多个元件发送引导信号；

接收由在基站覆盖的区域中的移动终端返回的反馈信号；

该装置是可操作的，以应用储存的加权数据和与反馈数据一起到达的数据的方向使该阵列产生在所说移动终端方向的定向的下行链路波束。

这样本发明的第一方向提供了反馈信号传输技术，这种技术目前由在大阵列中用四个定向的或全向的天线的3GPP所考虑。本发明适用于目前被确定为第三代蜂窝无线网络的CDMA无线蜂窝系统，和其他的无线系统，例如TDMA系统和无线LAN。本发明因此能促进实现智能天线的进一步的优点。

附图说明

根据考虑下列说明书和表示在附图图表中的图可更容易理解本发明和本发明的不同的其他方面和特征可变得显而易见，其中：

图1表示一个环形阵列的波束图形的例子；

图2表示以一个圆配置的全向天线的2-维装置；

图3表示以一个正方形配置的全向天线的2-维装置；

图4表示基本的自适应波束形成器配置；

图5表示一个主波瓣阵列图的内插/旋转标度；

图6表示关于波束形成的一个流程图；

图7表示关于波束形成的第二个流程图；