[发明专利]阵列天线装置

说明书

本发明涉及一种无线通信系统(C)，包括通信小区(2)中的至少一个基站(1)。基站(1)配备有包括至少两个天线端口(P1，P2，P3，P4；P1a，P1b，P2a，P2b，P3a，P3b，P4a，P4b)的至少一个阵列天线(3，32)，所述至少两个天线端口分别连接到至少两个相应的天线元件(4，5，6，7；33，34，35，36)，其中所述至少两个天线元件(4，5，6，7：33，34，35，36)中的至少两个具有实质上相同的偏振。阵列天线(3，32)被安排用于经由至少两个天线辐射波瓣(24，25，26，27)进行通信，每个天线辐射波瓣(24，25，26，27)将信息流通信到小区(2)中的至少一个UE(23)(用户设备)。根据本发明的特定方面，在第一操作模式中，阵列天线(3，32)被安排用于经由一个天线辐射波瓣(24，25，26，27)通信。本发明还涉及用于执行所述通信的方法。

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。