用于多天線系統(tǒng)的發(fā)射器方法、發(fā)射器設(shè)備及其網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及經(jīng)由多天線系統(tǒng)的無線電發(fā)射，且更特定來說(但非排他地)，涉及使用不同組的天線元件或不同群組的天線元件的無線電發(fā)射。
【背景技術(shù)】
[0002]此段落介紹可幫助促進(jìn)本發(fā)明的更好理解的方面。因此，應(yīng)從這個角度閱讀此段落的敘述且不應(yīng)將其理解為認(rèn)可現(xiàn)有技術(shù)中的內(nèi)容。
[0003]由大量(例如，20個以上)天線元件組成的所謂的巨型MMO天線陣列被視為解決以指數(shù)方式增長的移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的解決方案。巨型MMO天線陣列中的每一天線元件可被連接到專用低功率收發(fā)器(例如，在兩位數(shù)的毫瓦范圍中)，其將對應(yīng)發(fā)射信號提供到天線元件。
[0004]—方面，此類巨型MMO天線陣列提供以位/s/Hz計的大容量。但另一方面，與常規(guī)2X2或4X4天線陣列相比，使用專用低功率收發(fā)器操作每一天線元件可增大巨型MMO天線陣列的能量消耗。因此，每一低功率收發(fā)器中可需要有效信號產(chǎn)生。此背景中的重要度量是總能量效率，其可以(例如)每焦耳(Joule)位測量。
[0005]即使當(dāng)前數(shù)據(jù)處理量相當(dāng)?shù)停扌蚆MO天線的操作仍需從所有天線元件發(fā)送發(fā)射信號以便維持預(yù)配置發(fā)射模式(小區(qū)涵蓋)及在小區(qū)涵蓋的所有位置處實(shí)現(xiàn)最小信號強(qiáng)度。
[0006]此外，由于巨型MMO天線陣列不能容易地用于移動站的附接程序(歸因于到相應(yīng)移動站的無線電信道必須經(jīng)探測以便使基站發(fā)射巨型MMO波束的限制)，所以當(dāng)前希望的巨型MMO部署需要除由巨型MMO天線陣列提供的無線電小區(qū)之外的信令小區(qū)或重疊小區(qū)。
[0007]由于具有電驅(qū)動組件(例如DAC(DAC=數(shù)/模轉(zhuǎn)換器)、調(diào)制器、LO(L0 =本機(jī)振蕩器)、驅(qū)動器、前置放大器、功率放大器等等)的低功率收發(fā)器的額外開銷能量消耗，所以巨型MMO天線陣列的總能量效率在低負(fù)載情況下大幅降低。此類額外開銷能量消耗通常在很大程度上與當(dāng)前輸出功率無關(guān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的實(shí)施例的目的是提供用于維持較低負(fù)載/閑置模式情況下的巨型Mnro天線陣列的無線電小區(qū)特性同時增大總能量效率的解決方案及提出用于以成本效益及節(jié)能方式操作重疊無線電小區(qū)或信令無線電小區(qū)(用于傳遞控制及信息及用于服務(wù)基本負(fù)載)及巨型MMO無線電小區(qū)(用于高負(fù)載)的解決方案。
[0009]由用于多天線系統(tǒng)的發(fā)射器方法實(shí)現(xiàn)所述目的。發(fā)射器方法含有以下步驟:通過使用第一發(fā)射功率從第一數(shù)目個天線元件發(fā)射第一發(fā)射信號以第一操作模式操作至少一個天線陣列及通過使用大于第一發(fā)射功率的至少一個第二發(fā)射功率從小于第一數(shù)目個天線元件的至少一個第二數(shù)目個天線元件發(fā)射至少第二發(fā)射信號以至少一個第二操作模式操作至少一個天線陣列。
[0010]由用于多天線系統(tǒng)的發(fā)射器設(shè)備進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)所述目的。所述發(fā)射器設(shè)備含有用于以下操作的構(gòu)件:通過使用第一發(fā)射功率從第一數(shù)目個天線元件發(fā)射第一發(fā)射信號以第一操作模式操作至少一個天線陣列及通過使用大于第一發(fā)射功率的至少一個第二發(fā)射功率從小于第一數(shù)目個天線元件的至少一個第二數(shù)目個天線元件發(fā)射至少第二發(fā)射信號以至少一個第二操作模式操作至少一個天線陣列。
[0011]在實(shí)施例中，用于操作至少一個天線陣列的構(gòu)件可對應(yīng)于任何操作單元、操作模塊等等。因此，在實(shí)施例中，用于操作至少一個天線陣列的構(gòu)件可由發(fā)射器子單元組成，且發(fā)射器子單元中的每一者可含有用于待發(fā)射的數(shù)據(jù)信號的輸入、用于處理數(shù)據(jù)信號以獲得發(fā)射信號的若干子單元(例如用于數(shù)字信號的振幅調(diào)平單元、DAC(DAC =數(shù)/模轉(zhuǎn)換器)、具有本機(jī)振蕩器的調(diào)制器、功率放大器、用于控制振幅調(diào)平單元及/或功率放大器的增益等等的控制單元)及用于待施加到天線元件或施加到一群組天線元件(其是無源耦合的)的發(fā)射信號的輸出。在一些實(shí)施例中，用于操作至少一個天線陣列的構(gòu)件可部分根據(jù)計算機(jī)程序及在其上執(zhí)行計算機(jī)程序的硬件組件(例如DSP(DSP =數(shù)字信號處理器)、ASIC(ASIC =專用集成電路)、FPGA(FPGA =現(xiàn)場可編程門陣列)或任何其它處理器)實(shí)施。
[0012]由含有發(fā)射器設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)更進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)所述目的。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可為(例如)基站或移動站。
[0013]實(shí)施例提供在常常不允許有效巨型MMO操作的變化低負(fù)載或變化信道條件的情況中提高由巨型MMO天線陣列服務(wù)的無線電小區(qū)的總能量效率的第一優(yōu)點(diǎn)。實(shí)施例提供由不同操作模式保持與傳統(tǒng)基站設(shè)備相同的通用無線電涵蓋的第二優(yōu)點(diǎn)。此外，實(shí)施例允許移動站附接程序及與巨型MMO操作并行的進(jìn)一步共用信令程序以用于保證永久且穩(wěn)定的無線電小區(qū)涵蓋，且允許從巨型MMO無線電小區(qū)的相鄰無線電小區(qū)的角度來說的穩(wěn)定且可靠的小區(qū)行為。這意味著即使天線元件的數(shù)目在巨型MIMO無線電小區(qū)的操作期間改變，仍可以永久方式使巨型MMO無線電小區(qū)參與到越區(qū)移交程序及/或負(fù)載平衡程序中。此外，實(shí)施例提供避免針對基站中的共同信令的巨型MMO無線電小區(qū)及重疊無線電小區(qū)的單獨(dú)硬件裝置的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)。
[0014]本發(fā)明的實(shí)施例的進(jìn)一步有利特征在附屬權(quán)利要求中進(jìn)行定義且在以下詳細(xì)描述中進(jìn)行描述。
【附圖說明】
[0015]在以下詳細(xì)描述中將明白且將由通過非限制性說明給定的【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施例。
[0016]圖1示意性地展示根據(jù)示范性實(shí)施例的提供用于無線電小區(qū)中的移動站的無線電涵蓋的巨型M頂O天線陣列。
[0017]圖2示意性地展示根據(jù)另一示范性實(shí)施例的提供用于無線電小區(qū)中的高負(fù)載的無線電涵蓋的巨型MMO天線陣列，及提供用于信令及無線電小區(qū)中的基本負(fù)載的無線電涵蓋的另一天線陣列。
[0018]圖3示意性地展示根據(jù)第一示范性實(shí)施例的用于以第一MMO操作模式及/或以至少一個第二 M頂O操作模式操作發(fā)射器設(shè)備的發(fā)射器方法的流程圖。
[0019]圖4示意性地展示根據(jù)示范性實(shí)施例的天線陣列及含有具有若干發(fā)射器子單元的發(fā)射器設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的框圖。
[0020]圖5示意性地展示根據(jù)第一示范性實(shí)施例的用于以第一MHTO操作模式提供第一發(fā)射信號或以至少第二 M頂O操作模式提供至少第二發(fā)射信號的發(fā)射器子單元的框圖。
[0021]圖6示意性地展示根據(jù)第二示范性實(shí)施例的用于以第一MMO操作模式及/或以至少一個第二 M頂O操作模式操作發(fā)射器設(shè)備的發(fā)射器方法的流程圖。
[0022]圖7示意性地展示根據(jù)第二示范性實(shí)施例的用于以第一MHTO操作模式提供第一發(fā)射信號或以至少第二 M頂O操作模式提供至少第二發(fā)射信號的發(fā)射器子單元的框圖。
[0023]圖8示意性地展示根據(jù)第三示范性實(shí)施例的用于以第一MMO操作模式及/或以至少一個第二 M頂O操作模式操作發(fā)射器設(shè)備的發(fā)射器方法的流程圖。
[0024]圖9示意性地展示根據(jù)第三示范性實(shí)施例的用于以第一M頂O操作模式提供第一發(fā)射信號或以至少第二 M頂O操作模式提供至少第二發(fā)射信號的發(fā)射器子單元的框圖。
[0025]圖10展示根據(jù)示范性實(shí)施例的含有第一頻率范圍中的具有第一發(fā)射功率的第一發(fā)射信號及第二頻率范圍中的具有第二發(fā)射功率的第二發(fā)射信號的多頻帶頻譜。
[0026]圖11示意性地展示根據(jù)第四示范性實(shí)施例的用于以第一MMO操作模式提供第一發(fā)射信號及以至少第二 M頂O操作模式提供至少第二發(fā)射信號的發(fā)射器子單元的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]描述及圖式僅說明本發(fā)明的原理。因此，將了解，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠設(shè)計體現(xiàn)本發(fā)明的原理且包含于本發(fā)明的精神及范圍內(nèi)的各種布置(盡管本文未明確描述或展示所述布置)。此外，本文所敘述的所有實(shí)例主要明確希望僅用于教學(xué)用途以有助于讀者理解本發(fā)明的原理及由發(fā)明者貢獻(xiàn)以促進(jìn)本領(lǐng)域的概念，且應(yīng)被解釋為不限制于此類明確敘述的實(shí)例及條件。此外，本文中敘述本發(fā)明的原理、方面及實(shí)施例的所有陳述以及其特定實(shí)例希望涵蓋其效物。
[0028]圖1示意性地展示根據(jù)示范性實(shí)施例的提供用于無線電小區(qū)RC中的移動站MS1、MS2、MS3的無線電涵蓋的巨型MMO天線陣列AAl。為簡化起見，未展示連接到巨型MMO天線陣列AAl的基站。為簡化起見，也未展示可位于無線電小區(qū)RC中的另外的移動站。
[0029]術(shù)語“基站”可被視為同義于及/或是指基收發(fā)站、接入點(diǎn)基站、接入點(diǎn)、宏基站、宏小區(qū)、微基站、微小區(qū)等等且可描述經(jīng)由一或多個無線電鏈路提供與一或多個移動站的無線連接的設(shè)備?；究蔀?例如)LTE節(jié)點(diǎn)B(LTE =長期演進(jìn))、IEEE 802.1 IWLAN接入點(diǎn)(IEEE=美國電氣與電子工程師學(xué)會，WLAN =無線局域網(wǎng))、WiMAX基站(WiMAX =全球微波接入互操作性)等等。
[0030]術(shù)語“宏基站”可被視為同義于及/或是指提供具有在數(shù)百米到數(shù)千米的范圍中的大小的無線電小區(qū)的基站。宏基站通常具有通常數(shù)十瓦特的最大輸出功率。
[0031]術(shù)語“微基站”可被視為同義于及/或是指提供具有在數(shù)十米到數(shù)百米的范圍中的大小的無線電小區(qū)的基站。微基站通常具有通常幾瓦特的最大輸出功率。
[0032]術(shù)語“宏小區(qū)”可被視為同義于及/或是指提供所有無線電小區(qū)大小的最廣范圍的無線電小區(qū)。宏小區(qū)通常出現(xiàn)在鄉(xiāng)村地區(qū)或公路沿線。
[0033]術(shù)語“微小區(qū)”可被視為同義于及/或是指由低功率蜂窩式基站服務(wù)的蜂窩式網(wǎng)絡(luò)中的無線電小區(qū)，其涵蓋例如商城、旅館或交通樞紐的有限區(qū)域(小于宏小區(qū)的區(qū)域)。微小區(qū)是指一個群組的無線電小區(qū)，其含有微微小區(qū)及毫微微小區(qū)。
[0034]術(shù)語“微微小區(qū)”可被視為同義于及/或是指通常涵蓋較小區(qū)域(例如建筑物中(辦公室、購物商城、火車站、證券交易所等等)，或更近期可指在飛機(jī)中)的較小蜂窩式基站。在蜂窩式網(wǎng)絡(luò)中，微型小區(qū)通常用于將涵蓋延伸到其中戶外信號無法良好到達(dá)的室內(nèi)區(qū)域，或增加具有非常密集電話使用的區(qū)域(例如火車站)中的網(wǎng)絡(luò)容量。
[0035]術(shù)語“毫微微小區(qū)”可被視為同義于及/或是指通常經(jīng)設(shè)計用于家庭或小企業(yè)中的較小低功率蜂窩式基站。所述產(chǎn)業(yè)中更普及的更廣義術(shù)語是其中毫微微小區(qū)作為子集的較小小區(qū)。
[0036]術(shù)語“移動站”可被視為同義于且此后可偶爾指代移動單元、移動用戶、接入終端、用戶設(shè)備、訂戶、用戶、遠(yuǎn)程站等等。移動站MS1、MS2、MS3中的每一者可為(例如)蜂窩式電話、智能電話、便攜式計算機(jī)、袖珍計算機(jī)、手持式計算機(jī)、個人數(shù)字助理、智能手表、例如智能眼鏡(例如谷歌(Google)眼鏡)的頭戴式顯示器或車載移動裝置。
[0037]術(shù)語“無線電小區(qū)”可被視為同義于及/或是指無線電小區(qū)、小區(qū)、無線電扇區(qū)、扇區(qū)等等。
[0038]圖1中展示的巨型MMO天線陣列AAl含有呈6 X 6布置的36個天線元件。替代地，巨型MMO天線陣列AAl可含有(例如)呈5X5布置的25個天線元件、呈8X5布置(8列及5行)的40個天線元件、呈5 X 10布置(5列及10行)的50個天線元件或呈8X8布置的64個天線元件。當(dāng)然，本發(fā)明可使用具有呈列及行的另外布置的另外數(shù)目個天線元件的巨型MMO天線陣列。
[0039]根據(jù)另一實(shí)施例，可應(yīng)用根據(jù)所描述實(shí)施例的具有兩個或兩個以上操作模式的所謂的用戶中心網(wǎng)絡(luò)。借此，可由一個群組的分布式基站(例如較小小區(qū))的天線系統(tǒng)表示巨型MMO天線陣列。這意味著所述群組的分布式基站的天線系統(tǒng)的天線元件合計達(dá)至少一個第一數(shù)目個天線元件，或所述群組的分布式基站的單個天線系統(tǒng)的天線元件合計達(dá)小于至少一個第一數(shù)目個天線元件的至少一個第二數(shù)目個天線元件。這進(jìn)一步意味著所述群組的分布式基站以至少一個第一操作模式協(xié)作以獲得巨型MMO天線陣列及使用根據(jù)所應(yīng)用的至少一個第一數(shù)目個天線元件的至少一個第一發(fā)射功率發(fā)射第一發(fā)射信號，或所述群組的分布式基站中的每一者可僅以至少一個第二操作模式操作且服務(wù)相對于巨型MMO天線陣列具有較小數(shù)目個天線元件的其自身天線系統(tǒng)，以使用大于第一發(fā)射功率的至少一個第二發(fā)射功率發(fā)射根據(jù)所應(yīng)用的至少一個第二數(shù)目個天線元件的第二發(fā)射信號。
[0040]在此實(shí)例中