[发明专利]阵列天线装置

说明书

技术领域

本发明涉及包括通信小区(communication cell)中至少一个基站的无线通信系统，所述基站配备有至少一个包括至少两个天线端口的阵列天线，所述至少两个端口连接到各自的至少两个相应的天线元件上，所述至少两个天线元件中的至少两个具有基本相同的偏振。

根据本发明的特定方面，在第一操作模式中，阵列天线被安排成经由一个天线辐射波瓣进行通信，将一个信息流通信到小区(cell)中的至少一个UE(用户设备)。

本发明还涉及用于来自通信小区中基站阵列天线的至少一个信息流的通信的方法，基站阵列天线包括至少两个天线端口，所述至少两个端口连接到各自的至少两个相应的天线元件上，所述至少两个天线元件中的至少两个具有实质上相同的偏振。

根据本发明的特定方面，在第一操作模式中，所述方法包括步骤：经由一个天线辐射波瓣将一个信息流通信到小区中的至少一个UE(用户设备)。

背景技术

对无线通信系统的需求在稳定的增长，并且仍在增长，在增长期间采取了若干技术上的进步。为了通过使用非相关传播路径来获得无线系统的增加的系统能力和用户数据比特率，考虑用MIMO(多输入多输出)系统来组成优选的技术，用于提高能力和用户数据比特率。MIMO使用若干单独的独立信号路径，例如通过若干发送和接收天线。

通常，MIMO系统使用非相关的，或至少实质上非相关的发送信号。该上下文中术语“非相关信号”的意思是辐射模式(radiation pattern)是实质上非相关的。如今通过空间分离使这成为可能，即具有至少两个分开5-10个波长的天线，(从天线设计用于的频带的中心频率计算出来的)，通常在方位上，从而获得天线端口处信号之间的低相关性。所述至少两个天线每个具有至少一个天线辐射波瓣。

还可以把空间分离和偏振分离结合起来，在偏振分离的情况下天线还被安排用于具有正交偏振的信号的发送和接收。

MIMO系统中的基站从而可装配有若干天线，分开5-10个波长，基站天线中的每一个设计用于一个偏振或多个实质上非相关的偏振，典型的是两个实质上非相关的偏振。这些天线通过空间或偏振或者上述两者，产生非相关的天线辐射波瓣。

在MIMO系统中给用户设备(例如移动电话或便携计算机)装配至少两个天线端口用于通信是必要的。

现有MIMO装置的问题在于，由于将原始信息流划分为两个或更多个单独的信息流，在给定固定的输出功率下，SNR(信噪比)恶化了。降低的SNR导致传送数据的速率、数据比特率，被降低。

此外，基站和用户设备之间的信号路径会被若干目标阻挡，例如市内环境中的大建筑物，这些目标造成若干反射。这些反射会导致信噪比(SNR)变得更加恶劣，并且因此路径中有越多的建筑物，在基站和用户设备之间发送的信号就越来越有噪声。因而可能仅在基站附近使用MIMO。好的MIMO性能需要好的SNR。

传统的MIMO系统，每个天线具有一个信息流，因此在市内环境和乡村中都为基站和用户设备之间有关于数据比特率的劣势所烦恼，这是因为这样的事实，为了获得实质上非相关的信号，基站天线辐射波瓣空间上分离。这意味着对于给定的表面面积和输出功率，MIMO系统不能进行最理想的使用。

发明内容

本发明解决的目标问题是提供一种适合MIMO系统的装置，该装置能够在具有至少两个天线端口的基站和用户设备之间提供增强的通信，所述用户设备具有至少两个天线端口用于经由所述至少两个基站天线辐射波瓣通信。

根据引言部分，通过无线通信系统解决所述目标问题，其中所述阵列天线被安排用于经由至少两个天线辐射波瓣进行通信，每个天线辐射波瓣将信息流通信到小区中至少一个UE(用户设备)，因而通过MIMO(多输入多输出)进行通信。

根据本发明的特定方面，这对应于第二操作模式。

所述目标问题还可通过被安排用于该通信系统的阵列天线来解决。

此外，所述目标问题还可通过根据引言的方法来解决，其中该方法进一步包括步骤：经由至少两个天线辐射波瓣，将至少两个信息流通信到小区中的所述至少一个UE(用户设备)。

根据本发明的特定方面，这对应于第二操作模式。

这意味着由于将原始信息流分为两个或更多个分开的信息流而导致的SNR降低，会通过使用阵列增益而或多或少地恢复，此外需要关于信道的相对少量的信息。

在从属权利要求中公开了优选实施例。

通过本发明获得了若干优势，例如：

-较高的比特率能力

-安装容易和较低的站点成本