[发明专利]多输入多输出八天线和基站

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别涉及一种基于垂直隔离模式可以兼容3扇区和6扇区系统配置的多输入多输出（Multiple Input and Multiple Output，简称MIMO）八天线和基站。

背景技术

目前移动通信网络已经发展到了第三代（简称3G），3G网络已经在世界范围内大规模部署并商用，随着数据业务及移动互联网的不断普及和推广，国际通信标准组织正在制定移动通信长期演进（Long Term Evolution，简称LTE）及第四代（简称4G）等技术标准，以满足网络技术和服务能力地不断发展。由于MIMO技术可以充分使用独立空间传播路径来大大提升网络服务速率和链路性能，成为在LTE及未来4G技术中最关键的核心技术之一。MIMO技术是通过部署和建设多根天线，并使用MIMO信号处理技术来提升网络服务质量，所以一般对于LTE系统都要求至少2×2的MIMO配置，甚至更多，例如LTE时分复用（Time Division Duplexing，简称TDD）模式一般要求使用8天线来保证MIMO的使用性能。

对于LTE系统而言，存在一个突出的问题是系统占用的频率带宽较大，对于LTE频分复用（Frequency Division Duplexing，简称FDD）系统一般都要求有10MHz或者20MHz的频率带宽。对于大带宽系统，运营商很难申请到多个频率资源，所以就需要充分利用现有的频率资源。目前，在不增加新的频率资源的情况下，一般可以通过扇区裂化的方式来提升系统容量，例如将原有的3扇区基站分裂成6扇区基站，这样就可以提高频率资源的利用率，一般认为通过6扇区裂化技术，可以将系统容量提升到1.2-1.7倍左右。

采用6扇区裂化技术，通常需要增加系统设备，例如需要增加基站处理板，同时还要增加基站天线来满足6扇区的部署。对于LTE系统而言，本身因为需要采用MIMO技术，所以天线数目就较多，如果要增加1倍天线数量，对于天馈系统的建设和改造将带来较大的负担。因此，如何在天线数量不增加和不换天线的情况下实现3扇区与6扇区的平滑升级就成为一个技术难题。

发明内容

本发明实施例所要解决的一个技术问题是：提供一种可以兼容3扇区和6扇区系统配置的多输入多输出八天线设计方案。

本发明实施例的一个方面提供了一种MIMO八天线，包括：上天线阵和下天线阵；在上天线阵和下天线阵中各有两根双极化天线；上天线阵和下天线阵采用上下垂直隔离模式，上天线阵法线方向和下天线阵法线方向夹角为60度；位于上天线阵中的两根双极化天线能够形成两个不同极化方向的33度水平宽度波束，上天线阵形成的33度水平宽度波束垂直于上天线阵平面，其波束方向为上天线阵平面法线方向；位于下天线阵中的两根双极化天线能够形成两个不同极化方向的33度水平宽度波束，下天线阵形成的33度水平宽度波束垂直于下天线阵平面，其波束方向为下天线阵平面法线方向。

在6扇区MIMO天线工作模式时，上天线阵的天线端口和下天线阵的天线端口分别与不同的基站小区MIMO信号连接，上天线阵形成的波束和下天线阵形成的波束用于两个相邻6扇区小区的覆盖。

在3扇区MIMO天线工作模式时，将上天线阵和下天线阵中相同极化方向的两个天线端口合并连接，以便将四个天线端口转变成两个天线端口，转变后的两个天线端口与一个基站小区MIMO信号连接，两个33度水平宽度波束组合形成一个65度水平宽度波束，65度水平宽度波束用于3扇区小区的覆盖。

上天线阵中的两根双极化天线之间的间距可以为0.5λ-1λ，λ为天线频段中心频点波长。

下天线阵中的两根双极化天线之间的间距可以为0.5λ-1λ，λ为天线频段中心频点波长。

位于上天线阵中的两根双极化天线能够形成两个不同极化方向的33度水平宽度波束包括：位于上天线阵中的两根正极化方向天线能够形成一个正极化方向的33度水平宽度波束，位于上天线阵中的两根负极化方向天线能够形成一个负极化方向的33度水平宽度波束，这两个不同极化方向的33度水平宽度波束的方位角保持一致，共同覆盖相同区域。

位于下天线阵中的两根双极化天线能够形成两个不同极化方向的33度水平宽度波束包括：位于下天线阵中的两根正极化方向天线能够形成一个正极化方向的33度水平宽度波束，位于下天线阵中的两根负极化方向天线能够形成一个负极化方向的33度水平宽度波束，这两个不同极化方向的33度水平宽度波束的方位角保持一致，共同覆盖相同区域。

其中，每根双极化天线可以包括4-10个天线阵子。