[发明专利]一种基于波束对准的MIMO天线阵列

权利要求书

1.一种基于波束对准的MIMO天线阵列，其特征在于，在直射信道或稀疏多径信道中，所述MIMO天线阵列的发射阵列阵元端口与接收阵列阵元端口为具有方向性的辐射阵元，且发射阵列阵元端口与接收阵列阵元端口的波束相互对准，以获取比全向天线具有更小阵元间距的满秩MIMO信道矩阵；

所述MIMO天线阵列的发射阵列阵阵元间距为零；所述MIMO天线阵列的接收阵列阵阵元间距满足第一间距以获得满自由度的MIMO系统；

或者，所述MIMO天线阵列的接收阵列阵阵元间距为零；所述MIMO天线阵列的发射阵列阵阵元间距满足第二间距以获得满足自由度的MIMO系统。

2.一种通讯系统，所述通讯系统包括，第一通讯设备，以及与所述第一通讯设备通讯的第二通讯设备；

所述第一通讯设备搭载MIMO天线阵列的发射阵列阵；

所述第二通讯设备搭载MIMO天线阵列的接收阵列阵；

在直射信道或稀疏多径信道中，所述MIMO天线阵列的发射阵列阵元端口与接收阵列阵元端口为具有方向性的辐射阵元，且发射阵列阵元端口与接收阵列阵元端口的波束相互对准，以获取比全向天线具有更小阵元间距的满秩MIMO信道矩阵；

所述第一通讯设备搭载MIMO天线阵列的发射阵列阵阵元间距为零；所述第二通讯设备搭载MIMO天线阵列的接收阵列阵阵元间距满足第一间距以使得所述系统为满自由度的MIMO系统；

或者，所述第二通讯设备搭载MIMO天线阵列的接收阵列阵阵元间距为零；所述第一通讯设备搭载MIMO天线阵列的发射阵列阵阵元间距满足第二间距以使得所述系统为满自由度的MIMO系统。

3.一种基站，所述基站搭载权利要求1所述的MIMO天线阵列的发射阵列；

或者，所述基站搭载权利要求1所述的MIMO天线阵列的接收阵列。

4.一种移动终端，所述移动终端搭载权利要求1所述的MIMO天线阵列的发射阵列；

或者，所述移动终端搭载权利要求1所述的MIMO天线阵列的接收阵列。

5.一种基于波束对准的MIMO天线阵列，所述天线阵列具有如下结构：

发射阵(Tx)，具有第一数量(Nt)的阵元端口；

接收阵(Rx)，具有第二数量(Nr)的阵元端口；

所述发射阵(Tx)的阵元端口之间具有第一间距(dt)；

所述接收阵(Rx)的阵元端口之间具有第二间距(dr)；

所述发射阵(Tx)与所述接收阵(Rx)之间具有一间距(R)；

其特征在于，在直射信道或稀疏多径信道中，所述发射阵(Tx)中第一数量(Nt)的阵元与所述接收阵(Rx)中所述第二数量(Nr)的阵元相等，且发射阵(Tx)阵元端口与接收阵(Rx)阵元端口一一对准；

所述第一间距为零或所述第二间距为零时，获得满自由度的MIMO系统；

所述发射阵(Tx)阵元端口与接收阵(Rx)阵元端口一一对准包括，发射端口的主波束与接收端口的主波束相互对准，以获取比全向天线具有更小阵元间距的满秩MIMO信道矩阵。

6.根据权利要求5所述的MIMO天线阵列，其特征在于，所述第一数量(Nt)的阵元端口，包括在发射阵(Tx)上依次排列的第1发射阵元端口、第2发射阵元端口，......，第Nt发射阵元端口；

所述第二数量(Nr)的阵元端口，包括在接收阵(Rx)上依次排列的第1接收阵元端口、第2接收阵元端口，......，第Nr接收阵元端口；

所述发射阵(Tx)阵元端口与接收阵(Rx)阵元端口一一对准包括：

第1发射阵元端口与所述第1接收阵元端口发射的主波束相互对准；

第2发射阵元端口与所述第2接收阵元端口发射的主波束相互对准；

......；

第Nt发射阵元端口与所述第Nr接收阵元端口发射的主波束相互对准。

7.根据权利要求6所述的MIMO天线阵列，其特征在于，所述发射阵(Tx)与所述接收阵(Rx)为相互平行的直线阵，相互对准的主波束连线与发射阵之间的夹角(θl-t)，与相互对准的主波束连线与接收阵之间的夹角(θl-r)相等，

或者，所述发射阵(Tx)与所述接收阵(Rx)为异面线阵。