相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求享有于2015年2月17日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?4/624,430、名為“天線波束寬度配置裝置和方法”的非臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部公開內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。

本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，并且在特定實(shí)施例中，涉及一種天線波束寬度配置裝置和方法。

背景技術(shù)：

在用于無線或蜂窩通信，例如用于長(zhǎng)期演進(jìn)(longtermevolution，lte)，的交叉極化天線系統(tǒng)中，將天線設(shè)計(jì)成分別以+45°和-45°極化發(fā)射兩種交叉極化射頻(radiofrequency，rf)波束。此外，該兩種極化被設(shè)置成相同的下傾角，例如對(duì)于兩個(gè)極化波束中的每一個(gè)都為8°。為了確保適當(dāng)?shù)亩噍斎牒投噍敵?multiple-inputandmultiple-output，mimo)操作，多個(gè)交叉極化天線需要具有相同的覆蓋，這受其下傾角的顯著影響。然而，具有兩個(gè)擁有固定下傾角的極化波束的交叉極化天線的當(dāng)前設(shè)置在垂直維度上不提供任何mimo或波束成形功能。需要一種改進(jìn)的交叉極化天線設(shè)計(jì)，其能夠?yàn)橥ǔ５膍imo或波束成形，諸如通用垂直或三維覆蓋，提供通用功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例總體上實(shí)現(xiàn)了技術(shù)效果，所述實(shí)施例描述了一種天線傳輸特性配置裝置和方法，所述傳輸特性包括至少部分地由于天線傾角所引起的波束寬度和波束角。

根據(jù)實(shí)施例，提供了一種進(jìn)行極化傳輸?shù)姆椒?。在該示例中，所述方法包括生成兩個(gè)信號(hào)，通過將不同的波束成形權(quán)重向量應(yīng)用于所述兩個(gè)信號(hào)來獲得低波束信號(hào)和高波束信號(hào)，以及在天線陣列的不同極化上發(fā)送所述低波束信號(hào)和所述高波束信號(hào)以發(fā)射低波束傳輸信號(hào)和高波束傳輸信號(hào)。在該示例中，所述高波束傳輸信號(hào)具有與所述低波束傳輸信號(hào)不同的天線傾角、不同的波束寬度和不同的極化。還提供了一種用于執(zhí)行該方法的裝置。

根據(jù)另一實(shí)施例，提供了一種進(jìn)行極化傳輸?shù)慕尤朦c(diǎn)(accesspoint，ap)。在該示例中，所述ap包括天線陣列和連接到所述天線陣列的無線發(fā)射機(jī)。所述無線發(fā)射機(jī)用于將不同的波束成形權(quán)重向量應(yīng)用于兩個(gè)信號(hào)以獲得低波束信號(hào)和高波束信號(hào)，以及在天線陣列的不同極化上發(fā)送所述低波束信號(hào)和所述高波束信號(hào)以發(fā)射低波束傳輸信號(hào)和高波束傳輸信號(hào)。在該示例中，所述高波束傳輸信號(hào)具有與所述低波束傳輸信號(hào)不同的天線傾角、不同的波束寬度和不同的極化。

附圖說明

為了更完整地理解本發(fā)明及其有益效果，下面結(jié)合附圖參考進(jìn)行描述，其中：

圖1示出了示例性無線通信網(wǎng)絡(luò)的示意圖；

圖2示出了用于產(chǎn)生具有彼此不同的天線傾角、波束寬度和極化的高波束和低波束傳輸信號(hào)的示例性交叉極化天線的示意圖；

圖3示出了示例性低波束和高波束傳輸?shù)母采w方案的示意圖；

圖4示出了進(jìn)行低波束和高波束傳輸?shù)氖纠园l(fā)射機(jī)的示意圖；

圖5示出了進(jìn)行低波束和高波束傳輸?shù)牧硪皇纠园l(fā)射機(jī)的示意圖；

圖6示出了進(jìn)行低波束和高波束傳輸?shù)氖纠苑椒ǖ牧鞒虉D；

圖7示出了具有上旁瓣抑制的示例性低波束傳輸信號(hào)的示意圖；

圖8示出了具有下旁瓣抑制的示例性高波束傳輸信號(hào)的示意圖；

圖9a-9b示出了展示示例性高波束和低波束傳輸技術(shù)的性能優(yōu)勢(shì)的仿真結(jié)果圖；

圖10a-10b示出了展示示例性高波束和低波束傳輸技術(shù)的性能優(yōu)勢(shì)的附加仿真結(jié)果圖；

圖11a-11b示出了展示示例性高波束和低波束傳輸技術(shù)的性能優(yōu)勢(shì)的又一仿真結(jié)果圖；

圖12示出了示例性計(jì)算平臺(tái)的示意圖；和

圖13示出了示例性通信設(shè)備的示意圖。

除非另外說明，不同附圖中的相應(yīng)數(shù)字和符號(hào)均指示相應(yīng)部分。附圖是為了更清楚地示出示例性的相關(guān)方面內(nèi)容，并不一定按比例繪制。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)討論本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的形成和使用。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明公開的概念可以在多種具體環(huán)境下實(shí)施，并且本文討論的特定實(shí)施例僅僅是說明性的，而不用于限制權(quán)利要求的范圍。此外，應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在此進(jìn)行各種改變、替換和變更。

在2015年1月29日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?4/609，251、名為“用于交叉極化傾斜天線的裝置和方法”的美國(guó)專利申請(qǐng)中，討論了一種產(chǎn)生具有不同天線波束下傾角和不同極化的高波束和低波束傳輸信號(hào)的交叉極化天線系統(tǒng)，其全部公開內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。

本發(fā)明的多個(gè)方面通過對(duì)于高波束和低波束傳輸信號(hào)使用不同的波束寬度來擴(kuò)展該概念，從而產(chǎn)生具有彼此不同的天線傾角、不同的波束寬度和不同的極化的高波束和低波束傳輸信號(hào)。該高波束傳輸信號(hào)和低波束傳輸信號(hào)可以具有正交極化。例如，高波束傳輸信號(hào)和低波束傳輸信號(hào)可以是相對(duì)于y軸具有不同的電磁場(chǎng)(electromagneticfield，e場(chǎng))極化角的線性極化信號(hào)，例如，相對(duì)于垂直極化波正/負(fù)45度。作為另一示例，高波束傳輸信號(hào)可以是垂直極化信號(hào)，并且低波束傳輸信號(hào)可以是水平極化信號(hào)，反之亦然。在其他示例中，高波束和低波束傳輸信號(hào)可以是具有右旋和左旋電磁場(chǎng)(electromagneticfield，e場(chǎng))極化的圓極化或橢圓極化信號(hào)。除了具有正交極化之外，低波束傳輸信號(hào)可以具有比高波束傳輸信號(hào)更大的天線波束下傾角和更寬的波束寬度。例如，低波束傳輸信號(hào)可以具有14度的天線波束下傾角和8度的波束寬度，而高波束傳輸信號(hào)可以具有8度的下傾角和4度的波束寬度。還可能有其他組合。通過對(duì)低波束信號(hào)進(jìn)行上旁瓣抑制以及對(duì)高波束信號(hào)進(jìn)行下旁瓣抑制可以實(shí)現(xiàn)額外的性能增強(qiáng)。具體地，對(duì)相應(yīng)的高波束和低波束傳輸信號(hào)進(jìn)行旁瓣抑制可以在多用戶多輸入多輸出(multi-usermultiple-input-multiple-output，mu-mimo)中帶來顯著的性能優(yōu)勢(shì)。此外，可以針對(duì)不同的目標(biāo)優(yōu)化高波束和低波束圖案，例如，可以針對(duì)最大增益和方向性來優(yōu)化高波束，而低波束可以針對(duì)對(duì)高波束的最小干擾來優(yōu)化。下面更詳細(xì)地描述這些和其它方面。

圖1示出了數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)100。網(wǎng)絡(luò)100包括具有覆蓋區(qū)域101的基站110、多個(gè)移動(dòng)設(shè)備120和回程網(wǎng)絡(luò)130。如圖所示，基站110與移動(dòng)設(shè)備120建立上行鏈路(虛線)和/或下行鏈路(虛線)連接，其用于將數(shù)據(jù)從移動(dòng)設(shè)備120承載至基站110，反之亦然。上行鏈路/下行鏈路連接承載的數(shù)據(jù)可以包括在移動(dòng)設(shè)備120之間傳送的數(shù)據(jù)，以及通過回程網(wǎng)絡(luò)130傳送到遠(yuǎn)端(未示出)/從遠(yuǎn)端(未示出)傳來的數(shù)據(jù)。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“基站”是指配置用于提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)(例如，增強(qiáng)型基站(enhancedbasestation，enb)、宏小區(qū)、家庭基站、wi-fi接入點(diǎn)(accesspoint，ap)或其他無線使能設(shè)備)的無線接入的任何組件(或組件的集合)?；究梢愿鶕?jù)一個(gè)或多個(gè)無線通信協(xié)議，例如長(zhǎng)期演進(jìn)(longtermevolution，lte)、高級(jí)lte(lteadvanced，lte-a)、高速分組接入(highspeedpacketaccess，hspa)、wi-fi802.11a/b/g/n/ac等提供無線接入。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“移動(dòng)設(shè)備”是指諸如用戶設(shè)備(userequipment，ue)、移動(dòng)站(mobilestation，ta)和其他無線使能的設(shè)備等，能夠與基站建立無線連接的任何組件(或組件的集合)。在一些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)100可以包括各種其他無線設(shè)備，諸如中繼、低功率節(jié)點(diǎn)等。

本發(fā)明的多個(gè)方面提供了用于產(chǎn)生具有彼此不同的天線傾角、不同的波束寬度和不同的極化的高波束和低波束傳輸信號(hào)的技術(shù)。圖2示出了用于產(chǎn)生高波束和低波束傳輸信號(hào)的示例性交叉極化天線210的示意圖。如圖所示，該示例性交叉極化天線210可以產(chǎn)生低波束傳輸信號(hào)212和高波束傳輸信號(hào)214。該低波束傳輸信號(hào)212具有與高波束傳輸信號(hào)212不同的天線傾角、不同的波束寬度和不同的極化。在一些實(shí)施方式中，理想的情況是低波束傳輸信號(hào)212和高波束傳輸信號(hào)214可以具有線性正交極化，其中低波束傳輸信號(hào)212比高波束傳輸信號(hào)214天線下傾更多且波束寬度更寬。在圖2所示的示例中，低波束傳輸信號(hào)212包括-45度極化、14度天線下傾角和8度波束寬度，而高波束傳輸信號(hào)214包括45度極化、8度天線下傾角和4度波束寬度。其他組合也是可能的。

值得注意的是，低波束傳輸信號(hào)212和高波束傳輸信號(hào)214可以具有任意極化，只要它們各自的極化彼此不同即可。例如，低波束傳輸信號(hào)212和高波束傳輸信號(hào)214可以具有相對(duì)于彼此的正交極化、準(zhǔn)正交極化或非正交極化。在一個(gè)實(shí)施例中，低波束傳輸信號(hào)212和高波束傳輸信號(hào)212是相對(duì)于x軸/y軸具有不同電磁場(chǎng)(electromagneticfield，e場(chǎng))極化角的線極化信號(hào)。在一個(gè)示例中(如圖2所示)，低波束傳輸信號(hào)212和高波束傳輸信號(hào)214相對(duì)于y軸具有正/負(fù)45度的極化角。在另一示例中，低波束傳輸信號(hào)212和高波束傳輸信號(hào)214分別為水平和線性極化，或是相反的情況。在其他實(shí)施例中，低波束傳輸信號(hào)212和高波束傳輸信號(hào)214是圓極化或橢圓極化信號(hào)，其在給定的空間和時(shí)間點(diǎn)，相對(duì)于x軸和y軸具有不同的電磁場(chǎng)(electromagneticfield，e場(chǎng))極化角。例如，低波束傳輸信號(hào)212和高波束傳輸信號(hào)214可以是具有正交的右旋極化和左旋極化的圓極化信號(hào)。如本文所討論的，y軸對(duì)應(yīng)于垂直極化波，并且x軸對(duì)應(yīng)于垂直極化波。

另外，低波束傳輸信號(hào)212和高波束傳輸信號(hào)214可以具有任意的波束寬度，只要它們各自的波束寬度不同即可。為了本發(fā)明的目的，術(shù)語(yǔ)“波束寬度”是指相應(yīng)傳輸信號(hào)的主瓣的負(fù)3分貝(-3db)點(diǎn)之間的角度。此外，短語(yǔ)“不同的波束寬度”是指有目的地以不同波束寬度傳輸?shù)男盘?hào)，并且不應(yīng)被理解為包括由于發(fā)射機(jī)校準(zhǔn)、制造公差等而偶然地具有不同波束寬度的傳輸信號(hào)。在一個(gè)示例中，低波束傳輸信號(hào)212的波束寬度比高波束傳輸信號(hào)214的波束寬度至少寬1度。在又一示例中，低波束傳輸信號(hào)212的波束寬度比高波束傳輸信號(hào)214的波束寬度至少寬百分之五十。在又一示例中，低波束傳輸信號(hào)212的波束寬度是高波束傳輸信號(hào)214的波束寬度的兩倍。

最后，低波束傳輸信號(hào)212和高波束傳輸信號(hào)214可以具有任意的天線傾角，只要它們各自的天線傾角不同即可。在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“天線傾角”是指?jìng)鬏斝盘?hào)的主瓣所瞄準(zhǔn)的角度方向。天線傾角可以以電的或機(jī)械的方式實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，低波束傳輸信號(hào)212比高波束傳輸信號(hào)214的天線下傾更多。例如，低波束傳輸信號(hào)212的天線下傾角可以比高波束傳輸信號(hào)214的天線下傾大至少3度。在另一示例中，低波束傳輸信號(hào)212的天線下傾角可以比高波束傳輸信號(hào)214的天線下傾大至少6度。在其它實(shí)施例中，低波束傳輸信號(hào)212具有天線下傾角(例如，主瓣瞄準(zhǔn)水平面下方)，而高波束傳輸信號(hào)214具有天線上傾角(例如，主瓣瞄準(zhǔn)水平面上方)。在其他實(shí)施例中，低波束傳輸信號(hào)212比高波束傳輸信號(hào)214的天線上傾小。

圖3示出了高波束和低波束傳輸信號(hào)的示例性覆蓋方案的示意圖。覆蓋區(qū)域表示低波束和高波束傳輸信號(hào)的小區(qū)布局示例，其可以使用不同的預(yù)編碼矩陣指示器(precodingmatrixindicator，pmi)來產(chǎn)生。

本發(fā)明的多個(gè)方面提供用于進(jìn)行高波束和低波束傳輸?shù)氖纠园l(fā)射機(jī)。圖4示出了用于發(fā)送高波束和低波束傳輸信號(hào)的示例性發(fā)射機(jī)400的圖。如圖所示，該示例性發(fā)射機(jī)400包括交叉極化天線410、射頻(radiofrequency，rf)發(fā)射機(jī)420和425、功率放大器(poweramplifier，pa)430和435，以及雙工器(duplexer，dup)450和455。rf發(fā)射機(jī)420、pa430和dup450可以用于產(chǎn)生低波束信號(hào)，而rf發(fā)射器425、pa435和dup455可以用于產(chǎn)生高波束信號(hào)。因此，相應(yīng)的低波束信號(hào)和高波束信號(hào)可以在交叉極化天線410的不同極化(例如，極點(diǎn))上傳輸，以分別發(fā)射具有不同的天線傾角、波束寬度和極化的低波束傳輸信號(hào)和高波束傳輸信號(hào)。雖然本發(fā)明的許多內(nèi)容討論了在交叉極化天線上進(jìn)行高波束和低波束傳輸，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，可以使用其他類型的天線來進(jìn)行高波束和低波束傳輸。例如，可以用垂直和水平極化天線產(chǎn)生線性極化的正交高波束和低波束傳輸信號(hào)。作為另一示例，可以用右旋圓極化天線和左旋圓極化天線產(chǎn)生圓極化的正交高波束和低波束傳輸信號(hào)。也可以使用用于產(chǎn)生橢圓極化信號(hào)的天線。在一些實(shí)施例中，高波束和低波束傳輸信號(hào)具有充分正交的極化。在其他實(shí)施例中，極化是準(zhǔn)正交的。

在一些實(shí)施例中，可以將混合耦合器包括進(jìn)發(fā)射機(jī)中，以均衡驅(qū)動(dòng)rf發(fā)射機(jī)的基帶端口的覆蓋，這可以允許多個(gè)pa之間的功率共享，使得可以將每個(gè)pa指向任一信號(hào)。圖5示出了用于發(fā)射高波束和低波束傳輸信號(hào)的示例性發(fā)射機(jī)500的示意圖。如圖所示，示例性發(fā)射機(jī)500包括交叉極化天線510、rf發(fā)射機(jī)520和525、pa530和535、混合耦合器540，以及dup550和555。示例性發(fā)射機(jī)500的交叉極化天線510、rf發(fā)射機(jī)520和525、pa530和535，以及dup550和555可以基本上類似于示例性發(fā)射機(jī)400的相應(yīng)部件?；旌像詈掀?40可以配置用于允許pa530和535之間的功率共享，使得可以將pa的累積功率輸出的任何部分指向低波束信號(hào)或高波束信號(hào)。例如，可以用pa535的全部功率輸出和pa530的半功率輸出指向高波束信號(hào)，而用pa530的另一半功率輸出指向低波束信號(hào)。這會(huì)使得高波束信號(hào)具有比在沒有混合耦合器540提供的功率共享能力的情況下可獲得的發(fā)射功率電平更高的發(fā)射功率電平。

本公開的多個(gè)方面提供高波束和低波束傳輸信號(hào)的發(fā)射方法。圖6示出了高波束和低波束傳輸信號(hào)的示例性發(fā)射方法600的流程圖，該方法可以由發(fā)射機(jī)執(zhí)行。如圖所示，該示例性方法600從步驟610開始，其中發(fā)射機(jī)生成兩個(gè)信號(hào)。然后，示例性方法600進(jìn)行到步驟620，其中發(fā)射機(jī)將不同的波束成形權(quán)重向量應(yīng)用于兩個(gè)信號(hào)以獲得低波束信號(hào)和高波束信號(hào)。波束成形權(quán)重向量配置用于產(chǎn)生具有不同空間特性(例如，相長(zhǎng)干擾或相消干擾的不同模式等)的信號(hào)。具體地，波束成形權(quán)重向量用于提供不同程度的天線傾角和不同的波束寬度。在一些實(shí)施例中，波束成形權(quán)重向量還為所得到的高波束和低波束信號(hào)提供旁瓣抑制。例如，應(yīng)用于生成低波束信號(hào)的波束成形權(quán)重向量可以提供上旁瓣抑制，而應(yīng)用于生成高波束信號(hào)的波束成形權(quán)重向量可以提供下旁瓣抑制。下面會(huì)更詳細(xì)地討論旁瓣抑制。隨后，示例性方法600進(jìn)行到步驟630，其中發(fā)射機(jī)在天線陣列的不同極化上發(fā)送低波束信號(hào)和高波束信號(hào)，以發(fā)射具有不同天線傾角、波束寬度和極化的低波束傳輸信號(hào)和高波束傳輸信號(hào)。

如上所述，一些實(shí)施例可對(duì)低波束信號(hào)進(jìn)行上旁瓣抑制，并對(duì)高波束信號(hào)進(jìn)行下旁瓣抑制，以減少所得到的低波束和高波束傳輸信號(hào)之間的干擾。對(duì)低波束信號(hào)進(jìn)行上旁瓣抑制可以抑制(例如，降低發(fā)射功率)低波束信號(hào)的次級(jí)波瓣，其具有與高波束信號(hào)的主瓣相同的仰角。同樣地，對(duì)高波束信號(hào)進(jìn)行較低旁瓣抑制可以抑制高波束信號(hào)的次級(jí)波瓣，其具有與低波束信號(hào)的主瓣相同的仰角。在一些實(shí)施例中，當(dāng)高波束和低波束信號(hào)各自的主瓣部分重疊時(shí)，正如當(dāng)它們各自的天線傾角存在相對(duì)小的差異時(shí)可能發(fā)生的一樣，旁瓣抑制也可以抑制低波束和/或高波束信號(hào)的主瓣的前/后部分。

圖7示出了具有上旁瓣抑制的示例性低波束信號(hào)的示意圖，圖8示出了具有下旁瓣抑制的示例性高波束信號(hào)的示意圖。如圖所示，抑制各信號(hào)的多個(gè)部分以減少干擾。值得注意的是，如下面的仿真結(jié)果所示，旁瓣抑制可以為多用戶mimo(multi-usermimo，mu-mimo)應(yīng)用帶來實(shí)質(zhì)性的性能優(yōu)勢(shì)。

發(fā)射具有不同天線傾角、波束寬度、極化的低波束和高波束傳輸信號(hào)會(huì)帶來實(shí)質(zhì)性的性能優(yōu)勢(shì)。圖9a-9b示出了展示示例性高波束和低波束傳輸技術(shù)的性能優(yōu)勢(shì)的仿真結(jié)果圖910和920。具體地，圖910示出了三個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)的所有用戶的平均吞吐率，而圖表920示出了三個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)中的小區(qū)邊緣用戶的平均吞吐率。第一無線網(wǎng)絡(luò)(wn1)使用具有不同極化，但具有相同天線傾角和波束寬度的傳輸信號(hào)，如典型的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。第二無線網(wǎng)絡(luò)(wn2)使用具有不同極化和不同天線傾角，但具有相同波束寬度的傳輸信號(hào)，如在申請(qǐng)?zhí)枮?4/609，251美國(guó)專利申請(qǐng)中所討論的一樣。第三無線網(wǎng)絡(luò)(wn3)是使用具有不同極化、不同天線傾角和不同波束寬度的低波束和高波束傳輸信號(hào)的示例性無線網(wǎng)絡(luò)。如圖所示，wn-3提供了最佳的平均性能，以及在小區(qū)邊緣的最佳性能。

該示例性低波束和高波束傳輸技術(shù)還在單用戶(singleuser，su)mimo(su-mimo)和多用戶mimo(multi-usermimo，mu-mimo)無線網(wǎng)絡(luò)中提供了優(yōu)勢(shì)。圖10a-10b示出了展示示例性高波束和低波束傳輸技術(shù)的性能優(yōu)勢(shì)的仿真結(jié)果圖1010和1020。具體地，圖1010示出了四個(gè)mimo無線網(wǎng)絡(luò)(wn4-wn7)的所有用戶的平均吞吐率，而圖表1020示出了四個(gè)mimo無線網(wǎng)絡(luò)中的小區(qū)邊緣用戶的平均吞吐率。第四無線網(wǎng)絡(luò)(wn4)是傳統(tǒng)的su-mimo網(wǎng)絡(luò)，第五無線網(wǎng)絡(luò)(wn5)是傳統(tǒng)的mu-mimo網(wǎng)絡(luò)。第六無線網(wǎng)絡(luò)(wn6)是用于傳輸具有不同極化、不同天線傾角和不同波束寬度的低波束和高波束傳輸信號(hào)的示例性su-mimo網(wǎng)絡(luò)。第七無線網(wǎng)絡(luò)(wn7)是用于傳輸具有不同極化、不同天線傾角和不同波束寬度的低波束和高波束傳輸信號(hào)的示例性mu-mimo網(wǎng)絡(luò)。如圖所示，示例性su-mimo網(wǎng)絡(luò)(wn-6)為所有用戶提供比傳統(tǒng)su-mimo網(wǎng)絡(luò)(wn-4)更好的性能，同時(shí)仍然在小區(qū)邊緣提供可比擬的性能。此外，示例性su-mimo網(wǎng)絡(luò)(wn-7)為所有用戶以及小區(qū)邊緣提供比傳統(tǒng)su-mimo網(wǎng)絡(luò)(wn-5)更好的性能?？梢酝ㄟ^動(dòng)態(tài)操縱低波束和高波束傳輸信號(hào)的天線圖案來實(shí)現(xiàn)附加的性能增益。

值得注意的是，對(duì)低波束和高波束傳輸實(shí)施旁瓣抑制可以進(jìn)一步提高性能，特別是在su-mimo和mu-mimo網(wǎng)絡(luò)中。圖11a-11b示出了展示示例性高波束和低波束傳輸技術(shù)的性能優(yōu)勢(shì)的又一附加仿真結(jié)果的圖1110和1120。圖1110示出了四個(gè)mimo無線網(wǎng)絡(luò)(wn6-wn9)的所有用戶的平均吞吐率，而圖1020示出了四個(gè)mimo無線網(wǎng)絡(luò)(wn6-wn9)中的小區(qū)邊緣用戶的平均吞吐率。第六無線網(wǎng)絡(luò)(wn6)和第七無線網(wǎng)絡(luò)(wn7)分別是上面描述的示例性su-mimo和mu-mimo網(wǎng)絡(luò)，即圖10a-10b中的wn6和wn7。第八無線網(wǎng)絡(luò)(wn8)是用于對(duì)低波束和高波束信號(hào)進(jìn)行旁瓣抑制的示例性su-mimo無線網(wǎng)絡(luò)，并且第九無線網(wǎng)絡(luò)(wn9)是用于對(duì)低波束和高波束信號(hào)進(jìn)行旁瓣抑制的示例性mu-mimo無線網(wǎng)絡(luò)。如圖所示，示例性su-mimo網(wǎng)絡(luò)(wn8)對(duì)所有用戶提供比示例性su-mimo網(wǎng)絡(luò)(wn6)稍好的性能，同時(shí)在小區(qū)邊緣提供基本相同的性能。另外，可以看出，示例性mu-mimo網(wǎng)絡(luò)(wn9)在所有用戶和小區(qū)邊緣都提供比示例性mu-mimo網(wǎng)絡(luò)(wn7)明顯更好的性能。值得注意的是，mu-mimo的旁瓣抑制的優(yōu)點(diǎn)在小區(qū)邊緣比在小區(qū)中心更明顯。

本發(fā)明的多個(gè)方面可以在使用兩個(gè)傳輸流和單列天線資源，并使用標(biāo)準(zhǔn)版本的八個(gè)雙發(fā)射流(2t)碼本時(shí)實(shí)現(xiàn)波束控制?？梢酝ㄟ^波束成形得到額外的容量增加。

圖12示出了可以用于實(shí)現(xiàn)本文公開的設(shè)備和方法的處理系統(tǒng)的框圖。在一個(gè)實(shí)施例中，在適于發(fā)送上述高波束和低波束傳輸信號(hào)的接入點(diǎn)中包括進(jìn)該處理系統(tǒng)。具體的設(shè)備可以使用所示的所有部件，或者僅使用部件的子集，并且其集成水平可以隨設(shè)備而變化。此外，設(shè)備可以包含諸如多個(gè)處理單元、處理器、存儲(chǔ)器、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)等組件的多個(gè)實(shí)例。該處理系統(tǒng)可以包括配備有一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出設(shè)備，這里的輸入/輸出設(shè)備比如可以是揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)、鼠標(biāo)、觸摸屏、小鍵盤、鍵盤、打印機(jī)、顯示器等)的處理單元。處理單元可以包括連接到總線的中央處理單元(centralprocessingunit，cpu)、存儲(chǔ)器、大容量存儲(chǔ)設(shè)備、視頻適配器和i/o接口。

該總線可以是任意類型的多種總線結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)，比如內(nèi)存總線或內(nèi)存控制器、外圍總線、視頻總線或其他類似總線。cpu可以包括任意類型的電子數(shù)據(jù)處理器。存儲(chǔ)器可以包括任何類型的系統(tǒng)存儲(chǔ)器，諸如靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(sram)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(dram)、同步dram(sdram)、只讀存儲(chǔ)器(rom)、上述各種存儲(chǔ)器的組合，或其它類似的存儲(chǔ)器等。在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器可以包括在開機(jī)時(shí)使用的rom以及在運(yùn)行程序時(shí)用于程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的dram。

大容量存儲(chǔ)設(shè)備可以包括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、程序和其他信息，以使這些數(shù)據(jù)、程序或其他信息可以通過總線被獲取到的任意類型的存儲(chǔ)設(shè)備。大容量存儲(chǔ)設(shè)備可以包括例如固態(tài)硬盤驅(qū)動(dòng)器、硬盤驅(qū)動(dòng)器、磁盤驅(qū)動(dòng)器、光盤驅(qū)動(dòng)器或其它類似設(shè)備中的一種或多種。

視頻適配器和i/o接口為將外部輸入和輸出設(shè)備連接至處理單元提供接口。如圖所示，輸入和輸出設(shè)備的示例包括連接到視頻適配器的顯示器和連接到i/o接口的鼠標(biāo)/鍵盤/打印機(jī)。其他設(shè)備可以與處理單元連接，并且可以使用其它附加的或較少的接口卡。例如，諸如通用串行總線(usb)(未示出)的串行接口可以用于為打印機(jī)提供接口。

處理單元還包括一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，該網(wǎng)絡(luò)接口可以包括諸如以太網(wǎng)電纜或其他類似物的有線鏈路和/或無線鏈路，以接入節(jié)點(diǎn)或不同網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)接口使得處理單元可以通過網(wǎng)絡(luò)與這些遠(yuǎn)程單元通信。例如，網(wǎng)絡(luò)接口可以經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)/發(fā)射天線和一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)/接收天線提供無線通信。在實(shí)施例中，處理單元連接到局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)，用于數(shù)據(jù)處理和與諸如其他處理單元、因特網(wǎng)、遠(yuǎn)程存儲(chǔ)設(shè)施或其他類似的遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行通信。

圖13示出了通信設(shè)備1300的實(shí)施例框圖，該通信設(shè)備可以對(duì)應(yīng)于用于發(fā)送上述高波束和低波束傳輸信號(hào)的接入點(diǎn)。在實(shí)施例中，通信設(shè)備1300是用于進(jìn)行具有彼此不同的天線傾角、波束寬度、極化的高波束和低波束傳輸?shù)慕尤朦c(diǎn)。通信設(shè)備1300可以包括處理器1304、存儲(chǔ)器1306、多個(gè)接口1310、1312和1314，可以(或可以不)如圖13所示布置它們。處理器1304可以是能夠執(zhí)行計(jì)算和/或其他處理相關(guān)的任務(wù)的任意組件，并且存儲(chǔ)器1306可以是能夠存儲(chǔ)用于處理器1304的編程和/或指令的任意組件。接口1310、1312和1314可以是允許通信設(shè)備1300與另一設(shè)備通信的任意組件或組件的集合。

在一個(gè)實(shí)施例中，一種設(shè)備包括用于產(chǎn)生兩個(gè)信號(hào)的至少一個(gè)信號(hào)發(fā)生器和配置用于向上述兩個(gè)信號(hào)應(yīng)用不同的波束成形系數(shù)的波束成形權(quán)重向量模塊。該設(shè)備還包括用于在天線陣列的不同極化上的低波束信號(hào)和高波束信號(hào)的發(fā)射器，以發(fā)射低波束傳輸信號(hào)和高波束傳輸信號(hào)，其中由波束成形權(quán)重向量模塊產(chǎn)生的兩個(gè)信號(hào)是上述高波束和上述低波束信號(hào)。該設(shè)備還包括用于控制天線傾角的天線傾角模塊和用于為每個(gè)高波束和低波束信號(hào)設(shè)置波束寬度和天線傾角的波束寬度設(shè)置模塊。

雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種改變、替換和更改。此外，本發(fā)明的范圍并不旨在限于本文所述的具體實(shí)施方案，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將根據(jù)本發(fā)明容易地理解，現(xiàn)存的或以后將被開發(fā)的過程、設(shè)備、工藝、物質(zhì)的組成、裝置、方法或步驟可以與本文描述的相應(yīng)實(shí)施方式執(zhí)行基本相同的功能或?qū)崿F(xiàn)基本相同的結(jié)果。因此，所附權(quán)利要求旨在將這些過程、設(shè)備、工藝、物質(zhì)的組成、裝置、方法或步驟包括在其范圍內(nèi)。