一种用于蜂窝通信和广播中的多天线系统。该多天线发射系统可被控制、调节、配置或重新配置，以生成适于不同类型的应用的所期望的辐射波束图。在该多天线系统中可以装备信号分配网络。信号分配网络被嵌入在发射器中，而且根据应用要求来控制到一个或多个天线的信号分配。通过重新配置信号分配网络中的连接和增益设定，可生成适合不同应用的各种天线辐射图。例如，可生成窄波束用于单播应用，而可生成扇形波束用于广播应用。可以使用特定技术来控制从一种类型的发射模式到另一种类型的发射模式的转换。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
总的来说，所公开的实施例涉及无线通信，具体而言，涉及用于蜂窝 通信和广播中的天线系统。
技术介绍
天线系统是任何无线通信网络中不可或缺的部件。当前可用的无线通 信有许多形式，其中最通用的^i蜂窝/移动通信。在一个蜂窝无线网络中，由该网络所服务的地理区域通常被分成更小 的区域，称作小区。每个小区内有用户用来接入网络的移动站(mobile station, MS )。小区可以进一步被分成多个扇区，并且在每个扇区内，由 基站(base station, BS )来提供覆盖。BS还用作通过由该BS的天线所 发射的无线电信号向位于小区内的MS分发信息以及从MS收集信息的焦 点。由BS所执行的发射有不同的类型。BS可将特定的数据发送到其扇区 内的单个MS; BS还可以将一组公用数据发送到其扇区内的所有MS; BS 还可通过/>用信道将数据发送到小区内的所有MS;而一组BS可以经由公 用信道将信息同时广播给一组小区内的所有MS。根据发射的类型，在辐 射图(radiation pattern)、功率i殳定等方面可以对BS天线系统要求不 同的一组需求。此外，频率再利用(frequency-reuse)的方案可对天线 系统施加限制。天线系统满足宽范围的要求和限制的程度直接影响无线网 络的性能。因此，需要形成一种可重新配置、可调节且可控制的天线系统， 以使BS能够执行从一种类型的应用到另 一应用的传输。附图说明图1示出了包括多个小区的无线通信网络的覆盖。图2是一种例如可用于多载波无线通信网络中的接收器和发射器的 框图。图3是时域内一种多载波信号结构的图示。图4是用于蜂窝通信和广播的发射器的一种特定实现的框图。图5是用于蜂窝通信和广播的发射器的一种变体实现的框图。图6是用于蜂窝通信和广播的发射器中的分配网络的框图。图7A和图7B是分配网络的替选实施的框图。图8是对不同类型的发射使用不同类型的天线波束的图示。图9是对单播和扇区特定的广播使用保形的仰角波束以及对广^H吏 用5^伸的仰角波束的图示。图1 OA和10B是天线系统示例的透视图。图11是0FDMA系统中波束形成过程的框图。图12是生成不同仰角波束的天线的透视图。图13是用于波束形成、发射分集或MIM0应用中的 一组N个分配网络 的框图。图14是在视频广播时隙和数据单播时隙之间插入转换时段的图示。
技术实现思路
公开了 一种用于蜂窝通信和广播的多天线系统。可对该多天线系统进 行控制、调节、配置或重新配置，以生成适合不同类型的应用(例如声音、 数据、视频等)的所需的辐射波束图(radiation beam pattern )。例如， 可对多天线系统进行控制，以《更能够通过特定的再利用方案进行单^^射 或通过一个或多个信道进行广播发射。在某些实施例中，在多天线系统中设置信号分配网络。信号分配网络 被^在基站(BS)的发射器中，并控制对一个或多个天线的信号分配。 通过重新配置信号分配网络中的连接和增益设定，可生成适合不同应用的 各种天线辐射图。通过形成波束的方位角图(azimuth pattern)并起适当的天线元件以生成波束的预定仰角图(elevationpattern),可生成 不同的辐射波束图，以用于不同类型的应用中。例如，生成窄波束，用于 单^应用中，而生成扇形波束，用于广^^应用中。在某些实施例中，使用某些技术来管理从一种类型的发射模式到另一 种类型的发射模式的转变。发射模式可以对应于特定天线波束图，或对应 于特定应用的其他^L定。下文讨论将所公开的技术应用于多栽系统，例如正交频分复用 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)、正交频分多址 (Orthogonal Frequency Division Multiple Access ， OFDMA )、或多载码 分多址(Multi-Carrier Code Division Multiple Access, MC-CDMA )。本 专利技术可应用于时分双工(Time Division Duplexing, TDD)或频分双工 (Frequency Division Duplexing, FDD),在不丧失一般'性的'清况下， OFDMA仅用作说明该技未的一个示例。下文的描述提供了用于完整理解和实现这些实施例的描述的具体细 节。本领域的普通技术人员应该理解，在没有这些细节的情况下亦可以实 施该技术。在某些示例中，为了避免不必要地混淆对本技术实施例的描述， 没有详细阐述或描述公知的结构和功能。以下描述中所使用的术语应以其 最宽的合理方式来解释，即使它是结合对本专利技术的特定具体实施例的详细 说明来使用的。尽管下文可能强调了特定术语，但是，试图以任何严格的 方式来解释的任何技术术语将在具体实施方式部分明确而具体地限定。I.无线通信网络图1示出了服务于一个地理区域的无线通信网络100的示意图。该地 理区域被划分为多个小区102，且通it^站(BS) IIO为每个小区提供了 无线覆盖。 一个或多个移动诏:备(MS) 108可以固定在或漫游于网络所 覆盖的地理区域中。移动设备用作用户与网^Ml间的接口。通常通过专用 链M每个基站连接到网络骨干。基站还用作焦点，通过无线信号来发送 信息到其所服务的小区内的移动设备并从小区内的移动设备接收信息。注 意，如果一个小区被分成多个扇区，那么从系统工程的观点来看，每个扇 区可看作一个小区。本上下文中，术语"小区"和"扇区"可以互换。在具有基站和移动设备的无线通信系统中，从基站到移动设备的传输 称作下行链路(DL)，从移动设备到基站的传输称作上行链路(UL)。图2是典型发射器200和接收器220的框图，其可以用在基站和移动设备中， 以实现无线通信M。该发射器包括信道编码和调制组件202，该组件202 实施对输入数据信号的数据比特随机化、前向纠错(FEC)编码、交织和 调制。信道编码和调制组件耦接到子信道和符号构造组件204、快速傅立 叶逆变换(IFFT)组件206、无线发射器组件208和天线210。本领域技 术人员应该理解，这些组件构造并发送含有输入到发射器200的数据的通 信信号。当然，根据通信网络的需要，可以使用其它形式的发射器。接收器220包括天线234、接收组件232、帧和同步组件230、快速 傅立叶变换組件228、频率、时序和信道估计组件226、子信道解调组件 224和信道解码组件222。信道解码组件对通过接收器接收的信号进行去 交织、解码和去随机化。接收器从信号中恢复数据，并输出数据，供移动 设备或基站使用。当然，根据通信网络的需要，可以使用其它形式的接收 器。图3描述了时域内多栽波信号的基本结构，其一般包括时间帧300、 子帧302、时隙304以及OFDM符号306。 一个帧由多个时隙构成，且每个 时隙包括一个或多个OFDM符号。通过在频域中对OFDM信号施加快速傅立 叶逆变换(IFFT)，来生成OFDM时域波形。将时间波形的最后部分(称为 循环前缀(cyclic prefix, CP) 308 )的副本插入到波形本身的开始部分， 以形成OFDM符号。在TDD的情形下，保护时段(GP1 310和GP2 312本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于在被分成多个小区的地理区域内以多个发射模式进行蜂窝通信和广播的多载波天线系统，所述多载波天线系统包括： 多个天线，其中所述天线的每个能够生成波束图，该波束图可在方位角和仰角方面被调节，以便向移动设备发射信号； 信号分配网络，该信号分配网络耦合到所述多个天线，所述信号分配网络使得多个输入信号能够被路由到所述多个天线中的一个或多个；以及 控制器，该控制器耦合到所述信号分配网络和所述多个天线，所述控制器使所述多载波天线系统能够在第一操作模式和第二操作模式之间切换，在所述第一操作模式中，所述多个天线中的至少一个具有带有第一方位角图和第一仰角图的波束图，而在所述第二操作模式中，所述多个天线中的至少一个具有带有第二方位角图和第二仰角图的波束图。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗国扬，李小东，
申请(专利权)人：桥扬科技有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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