[发明专利]正交波束域空间复用无线电通信系统及相关联的天线阵列

权利要求书

1.一种用于接入点与位于由所述接入点服务的预定地理区域中的一组终端之间的无线电通信的方法，所述方法包括：

控制与所述接入点相关联的天线元件阵列以建立多个相互正交的无线电波束，所建立的多个无线电波束中的每一个无线电波束对应于多个辐射方向图中的相应的一个辐射方向图，所述多个辐射方向图中的每一个辐射方向图在空间上不同于所述多个辐射方向图中的其他辐射方向图；以及

选择所述多个无线电波束的子集以用于向所述一组终端中的一个终端发送信号；

其中，所述多个无线电波束中的每一个无线电波束具有相应的功率水平，所述功率水平对应于所述多个无线电波束中的一个无线电波束的如下功率贡献量，所述功率贡献量是相对于来自全部所述多个无线电波束的在所述一组终端中的一个终端与所述接入点之间传送的总功率量所做出的功率贡献量，并且其中，选择所述多个无线电波束的子集包括对于所述子集中的成员选择所述功率水平的绝对值或相对值较高的无线电波束；

其中，通过对矩阵H_k·H_k^H的频谱分析来得到所述功率水平，或者对于所述多个无线电波束中的给定波束j以及所述一组终端中的所述一个终端k而言，所述功率水平对应于满足下式的值P^k(j)：

P^k(j)＝Σ_iλ_i^k·||EVⁱ(j)||²，

其中，i是对系统矩阵H_k·H_k^H的本征值λ_i^k进行求和的索引；

其中，H_k是终端k的MIMO信道矩阵，EVⁱ(j)是所述矩阵H_k·H_k^H的第i个本征向量EVⁱ的第j个分量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，选择所述多个无线电波束的子集包括对于所述子集中的成员选择所述功率水平高于以下项中的一者或两者的无线电波束：预定阈值功率水平和所述多个无线电波束的相对功率水平。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，选择所述多个无线电波束的子集包括选择所述功率水平的总和超过预定阈值功率水平的最小数量的无线电波束。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述预定阈值功率水平是全部所述多个无线电波束的功率水平的总和的预定部分。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：限定多个信道，所述多个信道中的每一个信道对应于所述多个无线电波束的不相交集合；以及使用所述多个信道中的每一个信道与所述一组终端中的不同成员进行通信。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述多个信道中的至少一个信道用于与两个或更多个终端进行通信，所述方法还包括使用多址接入方案在所述两个或更多个终端之间共享所述多个信道中的所述至少一个信道。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个无线电波束的相互正交性对应于所述多个无线电波束中的每一对无线电波束满足与下式对应的正交条件：

其中，i是对多个天线元件进行求和的索引，W_i^A和W_i^B分别是用于产生与所述多个无线电波束中的无线电波束对相对应的波束A和波束B的第i个天线元件的复值激励，ε是被选择成提供期望的正交性的量的预定阈值。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括限制被分配给所述一组终端中的不同成员的所述多个无线电波束的子集之间的波束交叠。