可配置天线以及操作此类可配置天线的方法技术

提供了一种用于在无线网络中使用的天线设备和操作此类天线设备的方法。此外，还提供了一种用来提供此类天线设备的配置的无线网络控制器，一种操作此类无线网络控制器的方法，以及一种结果得到的无线网络。该天线设备包括定向天线和均匀圆形天线阵列。该定向天线可以取决于由均匀圆形天线阵列接收的无线信号来绕着关于该设备的固定安装部分的轴线可旋转地定位。该均匀圆形天线阵列允许该天线设备各向同性地接收无线信号并且因此准确地监测该天线设备在其中发现自己的无线信号环境。该天线设备因此可以监测并表征来自外部干扰源以及来自其他网络节点两者的传入信号，并且然后可以旋转定位该定向天线以改善网络吞吐量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可配置天线以及操作此类可配置天线的方法
本公开涉及无线网络。更特别地，本公开涉及用作无线网络中的节点的天线设备。
技术介绍
无线网络可以被提供用来服务一系列不同功能，但是无线网络的一个用途是在用户设备装置（例如移动电话）与无线网络的节点通信的通信网络中执行回程，并且该无线网络然后使得这些节点能够与无线网络的其他节点通信，然后它们（通常以有线方式）连接至物理通信基础设施并然后继续连接到诸如互联网的有线通信网络。存在对移动网络运营者可用的许多不同的用例和不同类型的回程技术，但是在该上下文中存在为什么将会期望提供仅与相对小蜂窝内的用户设备通信的无线回程网络的终端节点（在本文中也被称为馈线终端）的许多原因。小的蜂窝部署可对提供越来越多数目的移动数据顾客所要求的增强的服务质量可能是有用的。小的蜂窝具有许多优点，诸如：它们允许容量热点把缓解拥塞作为目标，它们适合于在密集的户外城市环境中（例如在街道设施上）进行部署，并且它们可以被部署在宏蜂窝覆盖不良的具体已知的“非热点”中或经历稳定的日常通信量（具有偶尔明显的峰值）的室内非热点（诸如比如运动场、购物中心等等的密集城市室内环境）内。此外，小的蜂窝还可能适用于移动部署（诸如在列车或者其他移动运输装置中）。在上面讨论的无线回程用例中，馈线终端（FT）（即最靠近接入点（AP）的回程节点，例如在LTE的上下文中其可能是eNodeB（eNB））通常可能被安装在街道设施或建筑物立面上，可能在街道标高之上3-6米。相反，馈线基站（FB）（即最靠近核心网络的回程节点）利用与接入宏网络相同的基础设施。鉴于上面的使用上下文，不可避免的是当回程连通性不可用时将发生某种程度的运行中断（outage）。当存在设备故障或者持久或暂时物理阻碍（诸如在回程链路的视线中的大雨或车辆）时例如可能发生运行中断。尽管小的蜂窝的使用可能使得连通性的目标可用性被放松，但是如果当这样的运行中断确实发生时无线网络的节点能够将它们自身再次配置成提供不同的通信路径，则这将是有利的。此外，考虑到当使用较小的蜂窝时需要部署更多数目的FT，以便在新安装站点处需要很少工程的情况下促进快速大规模的部署，非常期望节点（FT和FB两者）自组织和自配置的能力。在无线网络的上下文中，可能需要允许的进一步的考虑是不仅依据载波频率允许的对应传播而且还依据应用于给定载波频率的监管许可制度的无线网络操作所处的载波频率。尽管提供在牌照豁免频带中操作的无线网络将是有利的，但是归因于其自由可用性，此类无牌照带中缺少官方监管意味着无线网络必须能够应付来自未经请求且不协调的无线源的同信道以及邻近信道干扰，以及此外尽管任何最初良好规划的部署，如果无线网络（在时间上）是耐久的，则它必须能够迅速适应来自其他源的静态或动态、固定或移动的无线电通信量。在这样的环境中提供无线回程网络的一种可能方法将是使用基于竞争的协议（诸如IEEE802.11(WiFi)），但是然后必须小心，以确保接入不会通过将两个空中接口分成单独的带来不干扰回程，然而尽管如此其他移动设备或运营商可能仍使用造成显著干扰的同一频谱。尽管WiFi的广泛可用性可表示更便宜的方法，但是WiFi不能迅速解决快速空间和时间干扰图样变化，这使得它在实践中不太适合实时回程服务的严格要求。此外，预期WiFi的使用可能要求仔细的工程并且被用在限制其部署可能性的窄的点对点模式中。
技术实现思路
在一个示例实施例中，存在一种用于经由无线网络进行通信的天线设备，包括：定向天线；均匀圆形天线阵列；以及被配置成相对于该天线设备的物理位置固定的安装部分，其中该定向天线被配置成依据由均匀圆形天线阵列接收的无线信号来绕着关于安装部分的轴线可旋转地定位。该天线设备具有定向天线。该天线是“定向的”，意义在于天线的配置使得天线能够利用具有显著程度的方向性的射束图样（在接收和发射两者上）。这可以例如通过所选天线部件的电子控制（例如激励、增益、相移等等）来实现，以使得它们一起形成的所选射束图样呈现这样的方向性。相比之下，该天线设备还具有均匀圆形天线阵列，其具有通常圆形对称的配置，例如具有均匀分布以形成圆圈的一组天线部件，从而允许该均匀圆形天线阵列各向同性地发射和接收无线信号。在本技术的上下文中，该均匀圆形天线阵列用来各向同性地接收无线信号的使用特别相关，因为这允许天线设备与它借助于定向天线来操作的主数据路径并行地监测该天线设备在其中发现自己的无线信号环境。特别地，这使得天线设备能够监测并表征传入信号，该传入信号可能源于该天线设备参与其中的网络中的其他节点，或者可能来自于不属于该网络的其他不协调无线装备或设备。该天线设备进一步包括被配置成相对于天线设备的物理位置固定的安装部分，其中该定向天线被配置成绕着关于安装部分的轴线可旋转地定位。如上面所提到的，本技术的定向天线可以被提供有有利程度的电子可配置性，但是如果定向天线自己可以围绕固定轴线（相对于天线设备的物理位置固定，例如固定在诸如街道设施或建筑物的不可移动对象上）物理旋转，则其可配置性甚至更大，并且尽管在安装该天线设备时可以选择绕着该轴线在方位上的该旋转位置，但是本技术认识到如果定向天线在操作中可以绕着该轴线可旋转地定位，则提供天线设备的更大程度的可配置性，以及由此其作为一个整体参与其中的无线网络的更大程度的可配置性。具体来说，本技术提供依据由均匀圆形天线阵列接收的无线信号而发生旋转定位，并且因此该天线设备能够监测其接收的无线信号，并且然后关于固定轴线来定位定向天线，以使得例如来自网络之外的源的干扰被降低和/或通过天线设备的网络数据的吞吐量被改善。应该注意，这不仅仅使得天线设备能够被迅速部署且在物理部署之后立即配置自己以便参与其无线网络中，而且还使得天线设备能够在操作中适应其配置以确保网络吞吐量保持在高级别并且新的干扰源可以被识别和补偿。该天线设备能够以其来监测和表征传入信号的方式可以采用多种形式，但是在一些实施例中，均匀圆形天线阵列包括被配置成为所接收的无线信号生成信号强度信息和方向信息的监测电路，并且该定向天线被配置成依据信号强度信息和方向信息来绕着关于安装部分的轴线可旋转地定位。因此该信号强度信息和方向信息的生成使得天线设备能够表征被识别为来自于网络中的另一天线设备的信号和被识别为来自于不是该网络的一部分的“外部”源的信号两者。该定向天线绕着轴线的旋转位置然后可以被选择成实现避免外部干扰源（例如对定向天线进行取向以免得朝向已知干扰源指向）和改进与同一网络的另一天线设备的无线通信（例如其中该天线设备仅与网络中的一个其他天线设备通信，尽管如此其他因素理想地将是向该一个其他天线设备提供定向天线的视线取向的取向）之间的平衡。可以以多种方式来处理该信号强度信息和方向信息。在一些实施例中，该天线设备被配置成将该信号强度信息和方向信息发送至无线网络控制器，并且被配置成根据从无线网络控制器接收到的旋转定位指令来绕着关于安装部分的轴线定位该定向天线。应该理解，该无线网络控制器因此通常不会形成该天线设备的一部分，而是通常将形成该天线设备参与其中的无线网络的另一部件。此外，该无线网络控制器然后还通常将不仅仅从一个天线设备接收信号强度信息和方向信息，而且更具体地将从落入其控制中的许多天线设备收集这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于经由无线网络进行通信的天线设备，包括：定向天线；均匀圆形天线阵列；以及被配置成相对于该天线设备的物理位置固定的安装部分，其中该定向天线被配置成取决于由均匀圆形天线阵列接收的无线信号来绕着关于安装部分的轴线可旋转地定位。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.25 GB 1511200.6;2015.09.24 GB 1516901.41.一种用于经由无线网络进行通信的天线设备，包括：定向天线；均匀圆形天线阵列；以及被配置成相对于该天线设备的物理位置固定的安装部分，其中该定向天线被配置成取决于由均匀圆形天线阵列接收的无线信号来绕着关于安装部分的轴线可旋转地定位。2.根据权利要求1所述的天线设备，其中该均匀圆形天线阵列包括被配置成为所接收的无线信号生成信号强度信息和方向信息的监测电路，并且该定向天线被配置成取决于信号强度信息和方向信息来绕着关于安装部分的轴线可旋转地定位。3.根据权利要求2所述的天线设备，其中该天线设备被配置成将信号强度信息和方向信息发送至无线网络控制器，并且被配置成根据从无线网络控制器接收到的旋转定位指令来绕着关于安装部分的轴线定位定向天线。4.根据权利要求2或权利要求3所述的天线设备，其中该天线设备被配置成取决于信号强度信息和方向信息来为定向天线确定旋转位置，并且被配置成根据所确定的旋转位置来绕着关于安装部分的轴线定位定向天线。5.根据任一前述权利要求所述的天线设备，其中该均匀圆形天线阵列被配置成发射预定特征信号，以及该天线设备被配置成关于至少一个其他天线设备来协调其操作，以使得该天线设备和该至少一个其他天线设备在互斥的时间发射预定特征信号。6.根据任一前述权利要求所述的天线设备，其中该天线设备被配置成关于至少一个其他天线设备来协调其操作，以使得该天线设备和至少一个其他天线设备在当该天线设备和至少一个其他天线设备都不发射时的时段中通过它们各自的均匀圆形天线阵列来接收无线信号。7.根据任一前述权利要求所述的天线设备，进一步包括用来使定向天线绕着关于安装部分的轴线旋转定位的电动机布置。8.根据任一前述权利要求所述的天线设备，其中该定向天线绕着关于安装部分的轴线可旋转通过完整旋转。9.根据任一前述权利要求所述的天线设备，其中该均匀圆形天线阵列关于定向天线被固定安装。10.根据任一前述权利要求所述的天线设备，其中该定向天线是均匀线性天线阵列。11.根据权利要求10所述的天线设备，包括用于均匀线性天线阵列的线性阵列控制电路，其中该线性阵列控制电路包括用于均匀线性天线阵列的阵列元件的一组开关，其被配置成控制阵列元件的增益和相位，以使得利用一组射束图样的所选射束图样来操作该均匀线性天线阵列，其中该组射束图样提供一系列方向性和干扰趋零。12.根据任一前述权利要求所述的天线设备，进一步包括后定向天线，其中该后定向天线关于定向天线固定安装，并且其中该后定向天线在与定向天线基本上相反的方向上取向。13.根据权利要求12所述的天线设备，其中该后定向天线是后均匀线性天线阵列。14.根据权利要求13所述的天线设备，其中该后均匀线性天线阵列包括比定向天线更少的阵列元件。15.根据任一前述权利要求所述的天线设备，其中该天线设备被配置成同时与无线网络中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：M利塞吉科，A洛戈塞蒂斯，K杜青斯基，S帕洛特，
申请(专利权)人：艾尔斯潘网络公司，
类型：发明
国别省市：美国,US