[发明专利]用于多天线传输的辐射功率控制

说明书

背景

1.领域

本发明一般涉及通信，尤其涉及用于控制关于多天线传输的辐射功率的技术。

2.背景

无线通信网络被广泛部署以提供诸如数据、声音、视频等各种通信服务。这些网络包括提供用于大的地理区域(例如，城市)的通信覆盖的无线广域网(WWAN)、提供用于中等大小的地理区域(例如，建筑物和校园)的通信覆盖的无线局域网(WLAN)以及提供用于小的地理区域(例如，家庭)的通信覆盖的无线个人区域网(WPAN)。无线网络一般包括支持一个或多个用户端(或无线设备)的通信的一个或多个接入点(或基站)。

无线通信网络一般在指定的频带中工作。在美国，联邦通讯委员会(FCC)是限制关于各种频带的辐射功率级以促进这些频带的有效的使用并避免过度的RF干扰的管理机构。例如，IEEE 802.11 WLAN一般在覆盖5.15至5.35千兆赫兹(GHz)和5.725至5.825GHz的U-NII频带中工作。尽管U-NII频带是无限制的，但无线站(可以是接入点或用户端)需要将其在任何空间方向上的辐射功率限制在FCC批准的级别内，以使U-NII频带中的操作符合要求。

一般而言，期望使用尽可能大的发射功率以提高用于数据传输的信号噪声和干扰比(SNR)和/或扩展工作范围。较高的SNR可支持较高的数据率和/或提高数据传输的可靠性。在给定方向上的辐射功率由无线站处施加到天线的发射功率的量和由天线形成的天线模式来决定。如果无线站配备有多个天线，则这些天线可用于综合增加特定方向上，例如朝向接受站的方向的辐射功率的天线模式。一般而言，天线模式不易于确定，因为它取决于各种因素，诸如每一个天线的物理属性，天线的布置和排列等。如果天线模式是未知的，则无线站可假设对于天线模式的最大可能的增益并可据此设置发射功率级，以满足规章限制。然而，在很多情况下，没有获得对于任何空间方向的最大增益，且基于此最大增益设置发射功率级导致较低的SNR和/或减小的范围，这两者都是不合需要的。

因此本领域需要用于控制关于多天线传输的辐射功率的技术。

发明内容

本文描述了用于控制关于从多个天线发送的数据传输的辐射功率以满足辐射功率限制的技术。

根据本发明的一个方面，描述了控制用于数据传输的辐射功率的方法，其中基于用于数据传输的综合天线模式来估计阵列增益，并基于阵列增益和辐射功率限制来限制用于数据传输的发射功率。

根据本发明的另一方面，描述了无线通信网络中的设备，它包括基于用于数据传输的综合天线模式来估计阵列增益的控制器以及基于阵列增益和辐射功率限制来限制用于数据传输的发射功率的控制单元。

根据本发明的又一方面，描述了一种设备，它包括基于用于数据传输的综合天线模式来估计阵列增益的装置以及基于阵列增益和辐射功率限制来限制用于数据传输的发射功率的装置。

以下进一步详细地描述了本发明的各方面和实施例。

附图简述

图1示出发射站和接收站。

图2示出关于多个子带的特征值分解的结果。

图3示出用于控制用于数据传输的辐射功率的过程。

图4示出发射站和接收站的框图。

详细描述

本文中使用词“示例性”来表示“用作例子、实例或说明”的意思。本文中描述为“示例性”的任何实施例不必解释为比其它实施例较佳或有利。

图1示出具有配备有多个(T)天线114a至114t的发射站110和配备有多个(R)天线152a至152r的接收站150的无线通信网络110。也可将天线称为天线元件、辐射元件等。为了简单起见，图1示出通过由乘法器112将用于每一个天线的码元i与单个复增益g_i相乘来进行空间处理的发射站110。一般而言，空间处理会更复杂，如下所述。乘法器112a至112t的输出被进一步处理并分别从T发射天线114a至114t发射。

发射天线阵列的辐射功率一般在不同的空间方向上具有不同的强度。从发射天线阵列辐射的功率的时间平均的功率密度可由坡印亭向量(Poynting vector)的实数部分给出。如下：