專(zhuān)利名稱(chēng)：傾斜相關(guān)的波束形狀系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于適配(adapt)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)中天線(xiàn)的波束形狀的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
可變波束傾斜(tilt)是一種用于優(yōu)化蜂窩電話(huà)和數(shù)據(jù)通信的無(wú)線(xiàn)電 接入網(wǎng)絡(luò)的重要工具。通過(guò)改變基站天線(xiàn)的主波束指向，能夠控制干擾 環(huán)境和小區(qū)覆蓋區(qū)域這二者。
加可變線(xiàn)性相移來(lái)執(zhí)行可變電波束傾斜。由于成本原因，該移相設(shè)備應(yīng) 當(dāng)盡可能簡(jiǎn)單并且包含盡可能少的部件。因此，其通常使用某些種類(lèi)的 可變延遲線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在本說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)"線(xiàn)性"和"非線(xiàn)性"應(yīng)被理 解為指的是多端口移相網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)二次端口 (secondary port)上的相對(duì) 相位，而非端口本身的時(shí)間或相位特性。
具有一個(gè)一次端口 ( primary port)和N個(gè)(N〉l) 二次端口的傳統(tǒng) 的多端口移相器，是利用二次端口上的線(xiàn)性漸進(jìn)可變相位錐度(taper) 來(lái)實(shí)現(xiàn)的。除了線(xiàn)性漸進(jìn)相位錐度之外，固定振幅和相位錐度通常被用 作用于生成錐形(tapered)標(biāo)稱(chēng)二次端口分布的手段。
圖la和lb圖示了具有一個(gè)一次端口 11的傳統(tǒng)移相器10,并且該 移相器在四個(gè)二次端口 12r124上生成下行鏈路線(xiàn)性漸進(jìn)相移?？勺兘?度"延遲板，，13具有多個(gè)U形線(xiàn)(trombone line) 14，每個(gè)U形線(xiàn)用于 每個(gè)二次端口 12r124。 U形線(xiàn)14被以線(xiàn)性漸進(jìn)半徑來(lái)布置。通過(guò)適當(dāng) 選擇結(jié)的形狀(junction configuration)、線(xiàn)長(zhǎng)度和線(xiàn)阻抗值，能夠控制 移相器的標(biāo)稱(chēng)相位和振幅錐度，例如以實(shí)現(xiàn)圖la中以"0"指示的二次 端口上的均勻相位。通過(guò)改變延遲線(xiàn)長(zhǎng)度(即U形線(xiàn)14的長(zhǎng)度)，在 該情況中是通過(guò)相對(duì)于固定板15旋轉(zhuǎn)延遲板13, 二次端口 12廣124經(jīng)歷 圖lb中所指示的線(xiàn)性漸進(jìn)相移。在上行鏈路中，二次端口 12廣124從天 線(xiàn)(未示出)接收信號(hào)，這些信號(hào)在移相器中被組合成一次端口 11處 的共同接收信號(hào)。目前已考慮過(guò)利用非線(xiàn)性移相設(shè)備來(lái)控制電向下傾斜，例如Drach 的US 5,798,675和Butland等人的US 5,801,600中所提到的。
JP2004 229220中公開(kāi)了 一種4吏用傳統(tǒng)線(xiàn)性移相器進(jìn)行傾存+相關(guān) (tilt-dependent)波束成形的系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有取決于傾角的不同波束 寬度，但是這是通過(guò)基站控制器(4)中的傾角控制部(41)與垂直波 束寬度控制部(42)結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)的，見(jiàn)JP2004 229220中的圖6。
傳統(tǒng)上，基站天線(xiàn)具有約一個(gè)波束寬度的可變波束傾斜范圍。這種 情況加上當(dāng)前多數(shù)移動(dòng)連接是具有固定比特率要求的電路切換語(yǔ)音的 事實(shí)，尚未激起在提高接近天線(xiàn)處的信號(hào)與干擾加噪聲比(SINR)方面 的興趣。 一般而言，其已經(jīng)足夠好了。
對(duì)于特定小區(qū)配置，例如對(duì)于高處放置的天線(xiàn)結(jié)合小型小區(qū)，更需 要使用具有大波束傾斜的天線(xiàn)。對(duì)于具有常規(guī)窄仰角波束輻射方向圖的 天線(xiàn)，大波束傾斜使得接近基站的用戶(hù)與比接近小區(qū)邊界的用戶(hù)相比經(jīng) 受更低的路徑增益，原因是遠(yuǎn)近用戶(hù)的路徑損耗之差小于方向性天線(xiàn)增 益之差。對(duì)于基于分組的數(shù)據(jù)通信而言，這并非是對(duì)可用功率的最優(yōu)使 用。因此，對(duì)于具有大波束傾斜的天線(xiàn)，需要主波束下某種程度的輻射 方向圖零值填充，或者甚至某種類(lèi)似余割的波束成形。
另一方面，在大型小區(qū)中，當(dāng)不采用波束傾斜或采用小波束傾斜時(shí)， 應(yīng)該針對(duì)最大峰值增益來(lái)優(yōu)化天線(xiàn)方向圖。小區(qū)邊界處的用戶(hù)的路徑增 益總會(huì)小于更接近于基站的用戶(hù)的路徑增益，原因是在大型小區(qū)且接近 水平觀(guān)測(cè)角的情況下，路徑損耗隨垂直觀(guān)測(cè)角而快速變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的 一個(gè)目標(biāo)是提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許針對(duì)小傾角時(shí)的高 最大增益以及大傾角時(shí)的主波束下的高度零值填充這二者來(lái)優(yōu)化天線(xiàn) 的輻射方向圖。
一種實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的解決方案是通過(guò)提供一種用于根據(jù)傾角來(lái)改變 天線(xiàn)波束形狀的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所述天線(xiàn)優(yōu)選具有以陣列形式布置的多 個(gè)天線(xiàn)單元。電傾斜是通過(guò)包含移相設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該移相設(shè)備將在移 相設(shè)備的二次端口上提供相移。相位錐度設(shè)備利用傾角來(lái)在天線(xiàn)單元上 提供經(jīng)改變的相位錐度。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是通過(guò)保持最優(yōu)天線(xiàn)方向圖，可以在自適應(yīng)系統(tǒng)中使用單一天線(xiàn)以滿(mǎn)足對(duì)增加通信鏈路質(zhì)量進(jìn)而增加與一個(gè)或多個(gè) 并發(fā)用戶(hù)相關(guān)聯(lián)的比特率的需要，所述最佳天線(xiàn)方向圖取決于到基站的距離。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在閱讀詳細(xì)描述后，本發(fā)明的其它目標(biāo) 和優(yōu)勢(shì)將會(huì)4艮明顯。
附圖簡(jiǎn)述
圖la和lb示出了線(xiàn)性移相器。
圖2a和2b示出了非線(xiàn)性移相器的第一實(shí)施例。
圖3a和3b示出了闡釋來(lái)自線(xiàn)性移相器和非線(xiàn)性移相器的相移的圖。
圖4示出了非線(xiàn)性移相器的第二實(shí)施例。
圖5示出了 O度波束傾斜時(shí)的天線(xiàn)單元激勵(lì)。
圖6示出了 9度波束傾斜時(shí)的天線(xiàn)單元激勵(lì)。
圖7a-7d示出了利用本發(fā)明的仰角輻射方向圖
圖8示出了具有包括本發(fā)明的基站的無(wú)線(xiàn)電信網(wǎng)絡(luò)。
圖9示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的傾斜相關(guān)波束形狀。
詳細(xì)描述
包括具有多個(gè)天線(xiàn)單元的天線(xiàn)的基站被布置在小區(qū)中，其中在所有 其他條件相同的情況下，天線(xiàn)的特性決定了小區(qū)的大小以及小區(qū)覆蓋區(qū) 域。為在整個(gè)小區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)相同的信號(hào)強(qiáng)度，無(wú)論到基站的距離如何，在 該小區(qū)中，天線(xiàn)增益G(。除以路徑損耗丄(。作為觀(guān)測(cè)角e的函數(shù)，應(yīng)為常 數(shù)
，二C二c福 丄的
盡管如此，常數(shù)C隨小區(qū)配置而變，即隨著天線(xiàn)安裝高度和小區(qū)大 小而變，這又意味著最優(yōu)天線(xiàn)輻射方向圖隨波束傾角而改變，如圖7b-7d 中的線(xiàn)71所示。能夠通過(guò)利用傾角來(lái)改變天線(xiàn)上的相位錐度，例如通 過(guò)提供結(jié)合如圖2a、 2b、 3b和4所描述的非線(xiàn)性移相器，來(lái)實(shí)現(xiàn)傾斜 相關(guān)輻射方向圖。非線(xiàn)性移相器促進(jìn)了不同波束傾角的不同相位錐度， 由此將提供傾斜相關(guān)的天線(xiàn)波束形狀。在以下描述中將可互換地使用術(shù)語(yǔ)"相移"和"時(shí)間延遲，，，并且 應(yīng)當(dāng)理解，除非另外指出，這些術(shù)語(yǔ)在本上下文中指代等效屬性。
本發(fā)明的 一個(gè)基本部分是在移相器網(wǎng)絡(luò)的二次端口上提供非線(xiàn)性
相位錐度。 一種用于實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的方法是使用多二次端口真(true)時(shí) 間延遲網(wǎng)絡(luò)，其中相對(duì)延遲線(xiàn)長(zhǎng)度通常是非線(xiàn)性漸進(jìn)的。真時(shí)間延遲網(wǎng) 絡(luò)生成頻率相關(guān)的相移，該屬性使得其特別適用于天線(xiàn)應(yīng)用，如波束控制。
圖2a和2b中闡釋了下行鏈路中非線(xiàn)性移相器20的第一實(shí)施例的 基本原理，類(lèi)似于圖la和圖b中所示出的移相器，其使用真時(shí)間延遲 網(wǎng)絡(luò)。延遲網(wǎng)絡(luò)(以及像這樣的方法)的關(guān)鍵屬性是通過(guò)在延遲板23 上以非周期方式布置U形線(xiàn)24 (在該特定實(shí)施例中)，在二次端口上 提供非線(xiàn)性相對(duì)時(shí)間延遲。通過(guò)適當(dāng)選擇結(jié)的形狀、線(xiàn)長(zhǎng)度和線(xiàn)阻抗值， 能夠控制具有非線(xiàn)性延遲相關(guān)性的真時(shí)間延遲網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)稱(chēng)相位和振幅 錐度，例如以實(shí)現(xiàn)圖2a中二次端口 12廣124上由"0"標(biāo)示的二次端口上 的均勻相位。與

圖1中的真時(shí)間延遲網(wǎng)絡(luò)形成對(duì)照，通過(guò)相對(duì)于固定板 25旋轉(zhuǎn)延遲板而改變延遲線(xiàn)長(zhǎng)度在二次端口 12rl24上產(chǎn)生非線(xiàn)性漸進(jìn) 時(shí)間延遲(并且因而相移)，如圖2b中"a" 、 '>2" 、 '>3"和'V/ 所標(biāo)示的那樣。在上行鏈路中，移相器20的二次端口 12rl24從天線(xiàn)(未 示出)接收信號(hào)，這些信號(hào)經(jīng)非線(xiàn)性時(shí)間延遲并在移相器內(nèi)組合成一次 端口 11處的共同接收信號(hào)。
作為非限制性實(shí)例，圖3a和3b中分別針對(duì)延遲板13和23的不同 旋轉(zhuǎn)(見(jiàn)圖例)比較了下行鏈路中來(lái)自線(xiàn)性移相器和非線(xiàn)性真時(shí)間延遲 網(wǎng)絡(luò)的相移。在圖3a中，二次端口 12rl24上的相位超前(相對(duì)相位) 與延遲板13的旋轉(zhuǎn)成線(xiàn)性關(guān)系，這使其自身表現(xiàn)為就給定板旋轉(zhuǎn)而 言的直線(xiàn)30、 31、 32和33。這意味著對(duì)于任意給定延遲板旋轉(zhuǎn)，(二 次端口 n與端口 1之間的)相對(duì)相位值為 <formula>formula see original document page 9</formula>其中n為二次端口號(hào)，a為板旋轉(zhuǎn)角，并且k為取決于實(shí)施特征(例 如傳輸線(xiàn)的波數(shù)和U形線(xiàn)14的徑向間隔)的常數(shù)。
圖3b中圖示了非線(xiàn)性真時(shí)間延遲網(wǎng)絡(luò)中的二次端口 12!-124上的非 線(xiàn)性相位超前(相對(duì)相位)。在圖3b中，當(dāng)旋轉(zhuǎn)延遲板23時(shí)，二次端 口 12rl24上的相位超前(相對(duì)相位)是非線(xiàn)性的，這使其自身表現(xiàn)為就0度旋轉(zhuǎn)而言一條直線(xiàn)35以及就不等于0度的給定板旋轉(zhuǎn)而言三條 非直線(xiàn)36、 37和38。因而，相對(duì)相位值不同，即
A-A,對(duì)于至少一個(gè)n， "e(2,W-l〉
其中N為延遲支路的數(shù)目。在圖3b中，當(dāng)板角度改變時(shí)，延遲支 路3的相位變化比支路2的相位變化的2倍還要快。
圖4示出了非線(xiàn)性移相器40的笫二實(shí)施例。該延遲線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)基于延 遲板43相對(duì)于固定板45的平移(而不是旋轉(zhuǎn))。延遲網(wǎng)絡(luò)U形線(xiàn)44 被顯示成具有相同長(zhǎng)度，但是它們也可以具有不同長(zhǎng)度(延遲板43上 的線(xiàn)和固定板45上的線(xiàn)這二者)。
圖5示出了 15個(gè)單元的線(xiàn)性天線(xiàn)陣列的單元激勵(lì)，其是針對(duì)最大 增益和-20dB的上旁瓣抑制來(lái)進(jìn)行優(yōu)化的。該單元激勵(lì)產(chǎn)生圖7中的輻 射方向圖，即0度波束傾斜。在現(xiàn)有技術(shù)中，線(xiàn)性漸進(jìn)相位被添加到圖 5中所示的相位錐度中，以實(shí)現(xiàn)不同的傾角^。
圖6示出了 9度波束傾斜的單元激勵(lì)，其中振幅錐度與0度波束傾 斜的振幅錐度相同，但是相位錐度已經(jīng)根據(jù)本發(fā)明針對(duì)零值填充進(jìn)行了 優(yōu)化。該激勵(lì)產(chǎn)生圖7d中的具有9度波束傾斜的輻射方向圖。
對(duì)于0度與9度之間的波束傾角，通過(guò)對(duì)0度和9度處的相位激勵(lì) 進(jìn)行線(xiàn)性?xún)?nèi)插來(lái)找到相位激勵(lì)。圖7b和7c中示出了這些輻射方向圖70 中的一些，其中每個(gè)子圖的相位傾斜改變3度。為了進(jìn)行比較，在同一 圖中示出了相對(duì)路徑損耗71 ，相對(duì)路徑損耗已在波束峰值處進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn) 化。相對(duì)路徑損耗隨波束傾角 而改變。
本發(fā)明并不限于上述恒定小區(qū)照射(illumination)的實(shí)例，而是適 用于所有由于種種原因而希望有隨波束傾角而改變的輻射方向圖的情
況。此外，本發(fā)明并不限于線(xiàn)性天線(xiàn)陣列，其還可以實(shí)施在具有非線(xiàn)性 天線(xiàn)陣列的基站中。
本發(fā)明允許針對(duì)小傾角時(shí)的高最大增益以及大傾角時(shí)接近天線(xiàn) 處的良好覆蓋(高度零值填充)來(lái)優(yōu)化天線(xiàn)方向圖。
圖8示出了包括第一基站BSi的無(wú)線(xiàn)電信系統(tǒng)80,其例如使用GSM 標(biāo)準(zhǔn)。第 一基站BSi經(jīng)由第 一基站控制器BSC!連接至電信系統(tǒng)80的核 心網(wǎng)絡(luò)81。在該實(shí)施例中，均勻線(xiàn)性天線(xiàn)陣列83包括六個(gè)天線(xiàn)單元84。 非線(xiàn)性移相器85的二次端口 12連接至均勻線(xiàn)性天線(xiàn)陣列83的每個(gè)天 線(xiàn)單元84，而移相器85的一次端口 11連接至第一基站BSi。如上文中
10結(jié)合圖2a、 2b和4所描述的那樣，第一基站控制器BSd通過(guò)改變非線(xiàn) 性延遲板的位置來(lái)控制可變波束傾斜，由此改變來(lái)自于均勻線(xiàn)性天線(xiàn)陣 列83的波束的波束形狀。
電信系統(tǒng)80還包括第二基站BS2。第二基站BS2經(jīng)由笫二基站控制 器BSC2連接至核心網(wǎng)絡(luò)81。在該實(shí)施例中，非均勻線(xiàn)性天線(xiàn)陣列88 包括四個(gè)天線(xiàn)單元84,它們不必是如圖所示的交叉極化的。線(xiàn)性移相器 10 (現(xiàn)有技術(shù))的二次端口 12經(jīng)由相位錐度設(shè)備87連接至非線(xiàn)性天線(xiàn) 陣列88的每個(gè)天線(xiàn)單元84,所述相位錐度設(shè)備87以?xún)A角^改變天線(xiàn) 單元上的相位錐度。移相器10的一次端口 11連接至第二基站BS2。如 上文中結(jié)合圖la和lb所描述的那樣，第二基站控制器BSC2通過(guò)改變 線(xiàn)性延遲板的位置來(lái)控制可變波束傾斜，由此改變來(lái)自于非均勻線(xiàn)性天 線(xiàn)陣列88的波束的波束形狀。
應(yīng)當(dāng)注意，天線(xiàn)陣列可以具有均勻或非均勻布置的天線(xiàn)單元84,并 且交叉極化的天線(xiàn)單元僅作為非限制性實(shí)例示出，當(dāng)然可以在不偏離本 發(fā)明范圍的情況下使用其它類(lèi)型的天線(xiàn)單元。此外，可以在不偏離權(quán)利 要求的范圍的情況下交織操作于不同頻帶的天線(xiàn)單元。
應(yīng)將所闡釋的電信系統(tǒng)(GSM)看作非限制性實(shí)例，并且其它電信 標(biāo)準(zhǔn)(如WCDMA、 WiMax、 WiBro、 CDMA2000等)可以實(shí)施所描述 的發(fā)明而不脫離本發(fā)明的范圍。在某些電信標(biāo)準(zhǔn)中可以省略所描述的 GSM系統(tǒng)中的某些部分，例如基站控制器BSQ和BSC2,這對(duì)于本領(lǐng) 域內(nèi)的技術(shù)人員而言是很明顯的。
圖9圖示了布置在升高位置(例如天線(xiàn)桿90)中的天線(xiàn)陣列83。 非線(xiàn)性移相器85連接至天線(xiàn)陣列83 (如結(jié)合圖8中所描述的那樣)， 并且由基站控制器BSd控制。圖9中圖示了非傾斜波束91 (對(duì)應(yīng)于圖 7a中的O度圖)以及傾斜波束92 (對(duì)應(yīng)于圖7d中的9度圖)。
盡管已經(jīng)使用下行鏈路詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是如上所述，本領(lǐng)域 內(nèi)的技術(shù)人員會(huì)很容易地使這些教導(dǎo)適應(yīng)于上行鏈路。
ii
權(quán)利要求
1.一種用于在電傾斜期間改變下行鏈路中天線(xiàn)陣列(83；88)的輻射方向圖形狀的系統(tǒng)，所述天線(xiàn)陣列(83；88)具有多個(gè)天線(xiàn)單元(84)，所述系統(tǒng)包括配備有一次端口(11)和多個(gè)二次端口(121-124；12)的移相設(shè)備(10；20；40；85)，所述一次端口(11)被配置成接收發(fā)射信號(hào)，所述多個(gè)二次端口被配置成向每個(gè)天線(xiàn)單元(84)提供相移輸出信號(hào)，其特征在于所述系統(tǒng)還包含相位錐度設(shè)備(20；40；85；87)，所述相位錐度設(shè)備以?xún)A角(θtilt)改變天線(xiàn)單元上的相位錐度，從而改變波束形狀。
2. —種用于在電傾斜期間改變上行鏈路中天線(xiàn)陣列(83; 88)的輻 射方向圖形狀的系統(tǒng)，所述天線(xiàn)陣列(83; 88 )具有多個(gè)天線(xiàn)單元(84 ), 所述系統(tǒng)包括配備有多個(gè)二次端口 (12廣124; 12)和一次端口 (11)的 移相設(shè)備(10; 20; 40; 85),所述多個(gè)二次端口 ( 12-124; 12)#皮酉己 置成從每個(gè)天線(xiàn)單元(84 )接收相移輸入信號(hào)，所述一次端口 ( 11)被 配置成將輸入信號(hào)組合成接收信號(hào)，其特征在于所述系統(tǒng)還包括相位錐 度設(shè)備(20; 40; 85; 87),所述相位錐度設(shè)備以?xún)A角( f)改變二次 端口上的相位錐度，從而改變波束形狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的系統(tǒng)，其中相同的移相設(shè)備(10; 20; 40; 85)被用于下行鏈路和上行鏈路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述相位錐度設(shè) 備(87)被布置在所述移相設(shè)備(10)與所述天線(xiàn)單元(84)之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述相位錐度設(shè) 備與所述移相設(shè)備相集成，以形成非線(xiàn)性移相設(shè)備(20; 40; 85)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)改變傾角(A )時(shí)，所述 非線(xiàn)性移相設(shè)備(20; 40; 85)在二次端口 ( 12r124)上生成非線(xiàn)性漸 進(jìn)相移。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中移相設(shè)備包括具 有U形線(xiàn)(24; 44)的延遲線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述移相設(shè)備包括提供所述非 線(xiàn)性漸進(jìn)相移的可移動(dòng)構(gòu)件(23; 43)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述可移動(dòng)構(gòu)件(23)具有旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述可移動(dòng)構(gòu)件(43)具有平移運(yùn)動(dòng)o
11. 根據(jù)權(quán)利要求1 - 10中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)被配 置成向以均勻天線(xiàn)陣列(83 )布置的天線(xiàn)單元傳送相移信號(hào)/從其接收相 移信號(hào)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1 - 10中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)被配 置成向以非均勻天線(xiàn)陣列(88)布置的天線(xiàn)單元傳送相移信號(hào)/從其接收 相移信號(hào)。
13. —種用于在電傾斜期間改變下行鏈路中天線(xiàn)陣列(83; 88)的 輻射方向圖形狀的方法，所述天線(xiàn)陣列(83; 88 )具有多個(gè)天線(xiàn)單元(84 ), 所述方法包括以下步驟從移相設(shè)備(10; 20; 40; 85)的多個(gè)二次端口 ( 12廣124; 12)向 每個(gè)天線(xiàn)單元(84)提供相移輸出信號(hào)，所述移相設(shè)備配備有一次端口 (11),所述一次端口 (11)被配置成接收發(fā)射信號(hào)， 其特征在于使用相位錐度設(shè)備(20; 40; 85; 87)以?xún)A角(^ )在天線(xiàn)單元上 提供經(jīng)改變的相位錐度。
14. 一種用于在電傾斜期間改變上行鏈路中天線(xiàn)陣列(83; 88)的 輻射方向圖形狀的方法，所述天線(xiàn)陣列(83; 88 )具有多個(gè)天線(xiàn)單元(84 ), 所述方法包括以下步驟把來(lái)自每個(gè)天線(xiàn)單元(84)的相移輸入信號(hào)提供至移相設(shè)備(10; 20; 40; 85)的多個(gè)二次端口 ( 12廣124; 12)，所述移相設(shè)備配備有一 次端口 (11)，所述一次端口 ( 11)被配置成將輸入信號(hào)組合成接收信其特征在于使用相位錐度設(shè)備(20; 40; 85; 87)以?xún)A角(e他)在二次端口上 提供經(jīng)改變的相位錐度。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13和14所述的方法，包括為下行鏈路和上行鏈 路使用相同移相設(shè)備(10; 20; 40; 85)的步驟。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13- 15中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法還包 括將所述相位錐度設(shè)備(87)布置在所述移相設(shè)備(10)與所述天線(xiàn)單 元(84)之間的步驟。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述方法還包括將所述相位 錐度設(shè)備與所述移相設(shè)備相集成以形成非線(xiàn)性移相設(shè)備(20; 40; 85) 的步驟。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述方法還包括以?xún)A角^在 非線(xiàn)性移相設(shè)備(20; 40; 85)的二次端口 ( 12r124)上生成非線(xiàn)性漸 進(jìn)相移的步驟。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17或18中任一項(xiàng)所述的方法，其中生成非線(xiàn)性 漸進(jìn)相移的步驟^C實(shí)施為具有U形線(xiàn)(24; 44)的延遲線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中生成非線(xiàn)性漸進(jìn)相移的步驟 是通過(guò)移動(dòng)可移動(dòng)構(gòu)件(23; 43)來(lái)執(zhí)行的。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中移動(dòng)所述可移動(dòng)構(gòu)件(23) 包"fe》走4l"運(yùn)動(dòng)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中移動(dòng)所述可移動(dòng)構(gòu)件(43) 包括平移運(yùn)動(dòng)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求13-22中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法還包 括以下附加步驟將所述系統(tǒng)配置成向以均勻天線(xiàn)陣列(83)布置的天 線(xiàn)單元傳送相移信號(hào)/從其接收相移信號(hào)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求13-22中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法還包 括以下附加步驟將所述系統(tǒng)配置成向以非均勻天線(xiàn)陣列(88)布置的 天線(xiàn)單元傳送相移信號(hào)/從其接收相移信號(hào)。
25. —種適于在通信網(wǎng)絡(luò)中在下行鏈路中使用的基站，所述基站包 括具有多個(gè)天線(xiàn)單元(84 )的天線(xiàn)陣列(83; 88 )和移相設(shè)備(10; 20; 40; 85)，所述移相設(shè)備配備有一次端口 ( 11 )和多個(gè)二次端口 ( 12r124; 12),所述一次端口 (11)被配置成接收發(fā)射信號(hào)，所述多個(gè)二次端口 被配置成向每個(gè)天線(xiàn)單元(84)提供相移輸出信號(hào)，所述相移設(shè)備被配 置成受控制器控制以執(zhí)行波束(91; 92)的電傾斜，其特征在于所述基 站還包括相位錐度設(shè)備(20; 40; 85; 87)，所述相位錐度設(shè)備以?xún)A角改變天線(xiàn)上的相位錐度，從而改變波束形狀。
26. —種適于在通信網(wǎng)絡(luò)中在上行鏈路中使用的基站，所述基站包 括具有多個(gè)天線(xiàn)單元(84)的天線(xiàn)陣列(83; 88)和移相設(shè)備(10; 20; 40; 85),所述移相設(shè)備配備有多個(gè)二次端口 (12廣124; 12)和一次端 口 (11)，所述多個(gè)二次端口 (12r124; 12) ^f皮配置成從每個(gè)天線(xiàn)單元(84)接收相移輸入信號(hào)，所述一次端口 (11)被配置成將所接收的輸 入信號(hào)組合成接收信號(hào)，所述相移設(shè)備被配置成受控制器控制以執(zhí)行波 束(91; 92)的電傾斜，其特征在于所述基站還包括相位錐度設(shè)備(20; 40; 85; 87),所述相位錐度設(shè)備以?xún)A角(^)改變二次端口 ( 12r124; 12)上的相位錐度，從而改變波束形狀。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25和26所述的基站，其中相同的移相設(shè)備(10; 20; 40; 85 ) -故用于下^f亍鏈路和上行鏈^各。
28. 根據(jù)權(quán)利要求25 - 27中任一項(xiàng)所述的基站，其中所述相位錐度 設(shè)備(87)被布置在所述移相設(shè)備(10)與所述天線(xiàn)單元(84)之間。
29. 根據(jù)權(quán)利要求25 - 27中任一項(xiàng)所述的基站，其中所述相位錐度 設(shè)備與所述移相設(shè)備相集成，以形成非線(xiàn)性移相設(shè)備(20; 40; 85)。
30. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的基站，還包括根據(jù)權(quán)利要求4 - 18中任 一項(xiàng)所述的非線(xiàn)性移相設(shè)備。
31. 根據(jù)權(quán)利要求25 -30中任一項(xiàng)所述的基站，其中基站包括均勻 天線(xiàn)陣列(83)。
32. 根據(jù)權(quán)利要求25 - 30中任一項(xiàng)所述的基站，其中所述基站包括 非均勻天線(xiàn)陣列(88)。
33. —種通信網(wǎng)絡(luò)(80),包括至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求25 - 32中任 一項(xiàng)所述的基站。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在電傾斜期間改變天線(xiàn)陣列83、88的輻射方向圖形狀的系統(tǒng)。天線(xiàn)陣列83、88具有多個(gè)天線(xiàn)單元84，并且該系統(tǒng)包括配備有一次端口11和多個(gè)二次端口12₁-12₄、12的移相設(shè)備10、20、40、85，一次端口11被配置成接收發(fā)射信號(hào)，二次端口被配置成向每個(gè)天線(xiàn)單元84提供相移輸出信號(hào)。該系統(tǒng)還包括相位錐度設(shè)備20、40、85、87，其以?xún)A角θ改變天線(xiàn)單元上的相位錐度，從而改變波束形狀。本發(fā)明適用于無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)內(nèi)的下行鏈路以及上行鏈路。
文檔編號(hào)H01Q3/30GK101553955SQ200680056124
公開(kāi)日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2006年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月16日
發(fā)明者L·曼霍爾姆, M·H·安德森, M·約翰遜, S·O·彼得森 申請(qǐng)人:艾利森電話(huà)股份有限公司