[发明专利]波束形成方法和设备

说明书

提供一种使用天线阵列来创建两个波束(第一波束和第二波束)的方法。在一个方面，该方法使用双极化波束形成，这虑及设计预期功率方向图时的许多自由度。该方法很适合于具有多个无线电链的系统(例如，具有有源天线的系统)。该方法还很适合于多端口系统、例如TD‑SCDMA。在一些实施例中，该方法产生两个波束，其中(a)第一波束的功率波束方向图的形状和第二波束的功率波束方向图的形状在多个感兴趣方向是相同(或者基本上相同)的，以及(b)这些波束在覆盖区域中具有正交(或者基本上正交)的极化。

技术领域

本发明涉及波束形成领域。

背景技术

存在使用天线阵列来尝试创建具有预期波束形状的波束的方法。但是，在许多情况下，实际波束形状与预期波束形状之间的匹配较差。另外，所获得的功率利用常常较差。

因此，期望有使用天线阵列来创建波束的改进设备和方法。

发明内容

提供用于产生至少两个波束(第一波束和第二波束)的天线阵列以及使用天线阵列的方法。在一个方面，一种使用天线阵列的方法采用双极化波束形成，这虑及设计预期功率方向图时的许多自由度。所提供的方法很适合于具有多个无线电链的系统(例如，具有有源天线的系统)。方法还很适合于多端口系统、例如TD-SCDMA。在一些实施例中，产生两个波束，其中各波束具有(a)在多个感兴趣方向(或者“用户设备(UE)覆盖区域”)与另一波束基本上相同的功率方向图，与仅在单个感兴趣方向(例如特定UE位置的方向)的情况相反，以及(b)在UE覆盖区域中相对于另一波束基本上正交的极化。从实现按照本发明的一些实施例的方法所获得的一些优点包括：(1)实现具有匹配预期波束形状的方向图的波束的更好可能性；(2)更好的功率利用；以及(3)对幅度和相位误差更不敏感。

在一些实施例中，提供一种天线阵列设备，其中该天线阵列设备包括第一天线单元(AE1-a)和第二天线单元(AE1-b)。第一天线单元包括第一天线(A1)以及连接到第一天线的天线单元端口(S_1a)。第二天线单元包括第二天线(A2)以及连接到第二天线的天线单元端口(T_1b)。该天线阵列设备还包括：第一波束形成电路，用于向端口S_1a应用波束权重W_b1,S1a和W_b2,S1a；以及第二波束形成电路，用于向端口T_1b应用波束权重W_b1,T1b和W_b2,T1b。

在一些实施例中，W_b2,S1a是W_b1,T1b的函数，以及W_b2,T1b是W_b1,S1a的函数。例如，W_b2,S1a可以是W_b1,T1b的复共轭的函数，以及W_b2,T1b是W_b1,S1a的复共轭的函数。在一些实施例中，W_b2,S1a通过对W_b1,T1b的复共轭进行相移和幅度缩放来确定。在一些实施例中，相移引起符号偏移。在一些实施例中，W_b1,T1b的复共轭被偏移(β+π)。例如，在一些实施例中，W_b2,S1a等于或者基本上等于。在一些实施例中，α₁是第一天线所发射信号的功率和第二天线所发射信号的功率的函数。在一些实施例中，α₁=1。

在一些实施例中，W_b2,T1b通过将W_b1,S1a的复共轭乘以幅度缩放因子的倒数来确定。在一些实施例中，W_b2,T1b通过将W_b1,S1a的复共轭相移β来确定。例如，在一些实施例中，

W_b2,T1b等于或者基本上等于。