用于控制等效全向辐射功率的方法和设备技术

在无线通信网络的接入点(1)控制从天线元件的阵列发射的等效全向辐射功率EIRP。接入点(1)被配置为在第一操作模式中通过将波束形成权重矩阵(12)的权重集应用于一个或多个信号流形成一个或多个波束(3、5)。通过校准每个天线元件(14a‑14n)的相应发送链(13a‑13n)的发送相位和增益，提供用于该阵列的天线元件的极辐射模型，并且受在任何方位角方向上组合的一个或多个波束的最大总EIRP保持在预定EIRP限制内的约束确定权重矩阵(12)的权重集来控制EIRP。该确定至少基于天线元件的空间分离、极辐射模型以及每个相应发送链的校准发送相位和增益。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制等效全向辐射功率的方法和设备
本专利技术总体涉及一种点对多点无线网络中的接入点以及操作接入点的方法，并且更具体地而非排它地，涉及一种在无线通信网络的接入点控制从天线元件的阵列发射的等效全向辐射功率(EIRP)的方法。
技术介绍
现代无线通信网络通常需求很大，以便在所分配的信号频谱的约束内提供高数据容量。在蜂窝无线通信网络中，通常可以根据预定频率重复使用模式通过重复使用小区之间的频率增大容量。固定无线接入系统可以包括通常安装在天线塔上的基站(可被称为接入点)，以及安装在客户住宅处的大量用户模块。可将接入点的覆盖区域划分成扇区，每个扇区用于与相应小区一起发送和接收。与覆盖扇区的波束相比，通过向特定用户设备(可被称为用户模块)引导相应波束，小区内的容量可以进一步增加，以便在改进的增益和/或减少的干扰接收下允许在接入点之间进行通信。接入点可以为每个扇区配备有天线阵列和波束形成器用以形成与各个相应用户模块通信的波束。可能需要波束形成器用不同的操作方法形成各种波束宽度的波束。可能需要将等效全向辐射功率(EIRP)保持在预定限制内。这可以通过将发送到天线阵列的每个天线元件的功率限制为如果发生波束形成器施加最大阵列增益的这种最差的情况也不会超过EIRP限制的水平来实现。然而，该方法的缺点是可能使接入点在显著低于不会施加最大阵列增益的波束形成器设置的EIRP限制的水平处进行发送。可能会限制在链上可达到的信号噪声比从而限制系统数据容量。本专利技术的目的是缓解现有技术中的问题。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种在无线通信网络的接入点控制从天线元件的阵列发射的等效全向辐射功率(EIRP)的方法，接入点被配置为通过在第一操作模式中将波束形成权重矩阵的权重集应用于一个或多个信号流形成一个或多个波束，该方法包括：校准每个天线元件的相应发送链的发送相位和增益；提供阵列的天线元件的极辐射模型；以及受以下约束确定权重矩阵的权重集：在任何方位角方向上组合的一个或多个波束的最大总EIRP保持在预定EIRP限制内，其中，所述确定至少基于天线元件的空间分离、极辐射模型以及每个相应发送链的校准的发送相位和增益。这使得对于各种波束形状都能可靠地控制从天线元件的阵列发射的等效全向辐射功率(EIRP)，使得接入点可以更接近EIRP限制发送而没有超过限制的风险。已发现，具体地，发送链的相对发送相位的变化可能会影响阵列增益。相应发送链的校准使得在计算EIRP时能够对每个发送链的相位和增益随时间和/或温度的变化进行说明，从而与如果发送链未被校准的情况相比允许更接近EIRP限制的操作。在本专利技术的实施方式中，所述确定包括：确定用于形成一个或多个波束的第一权重集；以及修正第一权重集使得在任何方位角方向组合的一个或多个波束的最大总EIRP保持在预定EIRP限制之内。这就使得例如通过可以为给定的用户模块优化信噪声比的波束形成处理确定第一权重集，并且然后可以例如通过将增益系数应用于权重集修正第一权重集，以便在发送时将EIRP维持在预定限制之内。这就允许在维持EIRP限制之内的操作的同时生成窄波束的灵活性。在本专利技术的实施方式中，修正第一权重集包括：确定在任何方位角方向组合的一个或多个波束的最大总EIRP；将所确定的一个或多个波束的最大总EIRP与预定EIRP限制相比较；根据超过预定EIRP限制的一个或多个波束的最大总EIRP修正第一权重集，以减小一个或多个信号流中的至少一个的增益系数，从而将第一波束的最大EIRP减小到在EIRP限制的范围之内。这允许选择性降低相应波束的EIRP。在本专利技术的实施方式中，根据频率对相应发送链进行所述校准，并且其中增益系数是基于频率的增益矩阵。这允许将增益保持在不超过EIRP限制的频率下，从而提高整体信噪比。在本专利技术的实施方式中，相应发送链的所述校准包括：生成每个发送链的正交频分复用(OFDM)测试符号；将来自每个发送链的信号组合为组合信道；接收组合信道中的组合的OFDM符号，组合的OFDM符号包括通过相应发送链发送的相应子载波；以及基于组合的OFDM符号中所接收的相应子载波校准每个发送链。这允许使用简单的被动组合器执行校准。在本专利技术的实施方式中，每个相应OFDM测试符号均包括相应一组激励子载波(energisedsubcarrier)的相应集合。这就允许在测试符号之间没有干扰的情况下接收测试符号。在本专利技术的实施方式中，OFDM测试符号之间的关系的特征在于埃尔米特矩阵。这允许对于发送链的发送特性能得出正交结果。这允许使用组合器实现简单的接收器架构，并且通过使得能够同时接收测试符号且在测试符号之间没有干扰减少测试时间。在本专利技术的实施方式中，方法包括在天线元件之间提供至少30dB的隔离。这允许确定EIRP的精确模型而不会对天线元件之间的相互作用建模，使得接入点可更接近预定EIRP限制操作。在本专利技术的实施方式中，方法包括相应发送链的发送相位和增益的所述校准作为包含发送有效载荷数据的时间帧的时间帧序列的一部分周期性地执行。这允许校准发送链的增益和/或相位随时间和/或温度的变化。在本专利技术的实施方式中，校准的性能之间的周期小于或等于64个时分双工帧。这就使得能精确校准。在本专利技术的实施方式中，周期是8至32个时分双工帧。已发现在校准精度与在校准期间可以得到抑制的有效载荷数据的吞吐量之间提供良好权衡。在本专利技术的实施方式中，方法包括提供天线阵列、相应发送链和组合信道的组合器网络作为被布置为阻止操作者改变天线元件的相对特定布置的单个外壳内的单元，借此维持天线阵列的预定配置以实现最大EIRP的精确确定。这允许在递送给操作者之后保持EIRP的精确确定。在本专利技术的实施方式中，方法包括将每个相应发送链连接至天线阵列而不使用同轴电缆连接器。这允许通过防止设备重新配置在递送给操作者之后保持EIRP的精确确定。在本专利技术的实施方式中，方法包括：从第一操作模式切换到第二操作模式；在第二操作模式中，通过将波束形成权重矩阵的第二权重集应用于一个或多个信号流配置一个或多个波束，其中受以下约束确定第二权重集：在任何方位角方向上组合的一个或多个波束的最大总EIRP保持在与第一模式相同的预定EIRP限制内。这就允许在将发送功率保持在EIRP限制之内的同时在波束宽度上的操作灵活性。在本专利技术的实施方式中，第一模式是扇区模式，在该扇区模式中，将来自相应收发器链的信号组合以形成足够宽以提供蜂窝无线网络的扇区的覆盖的波束；并且第二模式是组合模式，在该组合模式中，将来自相应收发器链的信号组合以形成在方位角上比在扇区模式中形成的波束窄的波束从而在蜂窝无线网络的扇区内提供转至单独用户模式的波束。这就允许切换到例如用于传送给给定用户模块的波束形成操作模式、同时将发送功率保持在EIRP限制内的灵活性。在本专利技术的实施方式中，第一模式是扇区模式，在该扇区模式中，将来自相应收发器链的信号组合以形成足够宽以提供蜂窝无线网络的扇区的覆盖的波束；并且第二模式是多用户多入多出(MU-MIMO)模式，在该多用户多入多出中，将来自相应收发器链的信号组合以形成将不同的数据携带至蜂窝无线网络的扇区内的相应用户模块的至少两个波束。这就允许切换到例如用于将相应数据流传送至几个用户模块的MU-MIMO操作模式、同时在所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在无线通信网络的接入点控制从天线元件的阵列发射的等效全向辐射功率(EIRP)的方法，所述接入点被配置为在第一操作模式中通过将波束形成权重矩阵的权重集应用于一个或多个信号流形成一个或多个波束，所述方法包括：校准每个天线元件的相应发送链的发送相位和增益；提供用于所述阵列的天线元件的极辐射模型；以及受以下约束确定所述波束形成权重矩阵的权重集：在任何方位角方向上组合的一个或多个波束的最大总EIRP保持在所述预定EIRP限制内，其中，所述确定至少基于所述天线元件的空间分离、所述极辐射模型以及每个相应发送链的校准发送相位和增益。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.23 GB 1518778.4;2016.03.18 US 15/074,7671.一种在无线通信网络的接入点控制从天线元件的阵列发射的等效全向辐射功率(EIRP)的方法，所述接入点被配置为在第一操作模式中通过将波束形成权重矩阵的权重集应用于一个或多个信号流形成一个或多个波束，所述方法包括：校准每个天线元件的相应发送链的发送相位和增益；提供用于所述阵列的天线元件的极辐射模型；以及受以下约束确定所述波束形成权重矩阵的权重集：在任何方位角方向上组合的一个或多个波束的最大总EIRP保持在所述预定EIRP限制内，其中，所述确定至少基于所述天线元件的空间分离、所述极辐射模型以及每个相应发送链的校准发送相位和增益。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定包括：确定用于形成所述一个或多个波束的第一权重集；以及修正所述第一权重集使得在任何方位角方向组合的所述一个或多个波束的所述最大总EIRP保持在所述预定EIRP限制内。3.根据权利要求2所述的方法，其中，修正所述第一权重集包括：确定在任何方位角方向组合的所述一个或多个波束的所述最大总EIRP；将所确定的所述一个或多个波束的所述最大总EIRP与预定EIRP限制相比较；根据所述一个或多个波束的所述最大总EIRP超过所述预定EIRP限制而修正所述第一权重集，以减小所述一个或多个信号流中的至少一个信号流的增益系数，从而将所述第一波束的最大EIRP减小到所述EIRP限制内。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，根据频率对所述相应发送链进行所述校准，并且其中增益系数是基于频率的增益矩阵。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述相应发送链的所述校准包括：生成每个发送链的OFDM测试符号：将来自每个发送链的信号组合为组合信道；接收所述组合信道中的组合OFDM符号，所述组合OFDM符号包括通过相应发送链发送的相应子载波；以及基于所接收的所述组合OFDM符号中的相应子载波校准每个发送链。6.根据权利要求5所述的方法，其中，每个相应OFDM测试符号包括相应一组激励子载波。7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述OFDM测试符号之间的关系的特征在于埃尔米特矩阵。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在天线元件之间提供至少30dB的隔离。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括相应发送链的所述发送相位和增益的所述校准作为包含发送有效载荷数据的时间帧的时间帧序列的一部分周期性地执行。10.根据权利要求9所述的方法，其中，校准的性能之间的周期小于或等于64个时分双工帧。11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述周期是8至32个时分双工帧。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括提供天线阵列、所述相应发送链和组合信道的组合器网络作为被布置为阻止操作者改变所述天线元件的相对特定布置的单个外壳内的单元，借此保持所述天线阵列的预定配置以实现最大EIRP的精确确定。13.根据权利要求12所述的方法，包括将每个相应发送链连接至所述天线阵列而不使用同轴电缆连接器。14.根据前述权利要求中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·斯特朗，
申请(专利权)人：新生组织网络有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB