使用天线波束扫描来改进通信的系统和方法技术方案

技术编号:4645148 阅读:224 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
示出利用天线方向图或天线波束扫描技术来提供有效载荷流量的通信的系统和方法。使用一系列天线方向图来向基站无线电装置提供与多个站台的无线通信链路以用于基站和站台之间的有效载荷流量的通信。这些天线方向图例如被随机地、伪随机地或根据调度地连续扫描。可以用天线方向图调度器来实现天线方向图扫描和流量定时。可以提供有关多个基站的协作调度。优选地,基于环境、使用模式等来不时地调节对基站所使用的多个天线方向图的选择。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及无线通信,并且更具体而言,涉及使用天线波束扫 描来辅助所希望的无线通信。
技术介绍
近年来,由于改进的无线电技术和调制技术、降低的基础结构部署成 本和对站台移动性的支持,经由无线通信链路的通信已经变得非常普通。 然而,无线通信的提供并非没有挑战和折衷。例如,无线通信链路常常容 易受到(既有来自通信网络内的其它站台又有来自通信网络外的源的)干 扰,提供有限的服务区,并且常常为了适应站台移动性而经历降低的容例如,许多无线通信系统已经利用单向天线方向图(antenna pattern) 或天线波束来提供遍布服务区的无线通信链路。然而,这样的单向天线方 向图非常容易受到干扰并且通常会向其它系统引入干扰信号。此外,这样 的单向天线方向图所服务的区域由于可从提供单向天线方向图的天线系统 获得的增益的原因而常常半径比较小。例如从前述干扰引起的容量问题以 及对服务区大小的限制常常使得在单向系统配置中增加的基站数目并且因 此增加的成本和复杂度成为必需。最近,无线通信系统己经采用了定向天线波束配置。这样的定向天线 波束配置常常可以用来减少干扰并且潜在地扩展基站的范围。然而,定向 天线波束配置就其初始基础架构成本以及通信和处理成本两者而言常常都 是非常复杂和昂贵的。例如,定向天线配置常常需要用于所形成的每个定向活动天线波束的 无线电装置,因此常常需要相对大数目的无线电装置来提供大服务区内的 通信。此外,为了形成恰当的定向波束,该基站必须具有非常精确的信道9状态信息,从而针对来自站台(例如,在服务区内操作的多个订户台)的 信道状态信息反馈采用可估计的开销。订户台常常必须设有用于收集对于 实现适当的定向天线方向图来说必需的信道状态信息的复杂的算法和电 路。站台用来收集信道状态信息并将其传送给基站所需要的时间可能导致 基站处可用的信道状态信息比较旧。在高度移动环境或快衰落环境中,这 样的过时信息对于定向天线方向图的适当控制可能是不够的。假定恰当的 信道状态信息在基站处可用,则通常需要充分的处理功率来分析信道状态 信息并且导出波束形成参数来提供对于该信道状态最优的定向天线方向 图。在同时向多个站台提供通信的情况中,开销和处理需求可能是令人望 而却步的。因此,本专利技术申请人还未发现现今可用的各种无线通信系统能够提供 服务区覆盖、系统容量和低成本的理想结合。
技术实现思路
本专利技术针对利用天线方向图或天线波束扫描(例如,在扫描序列中形 成天线方向图并且处理天线波束信号)技术来提供有效载荷流量(例如, 数据分组)的通信的系统和方法。根据本专利技术实施例,使用一系列天线方 向图来向基站无线电装置(例如,收发器)提供与多个站台(例如,订户 台)的无线通信链路以用于基站与站台之间的有效载荷流量的通信。优选 地,通过使用从基站处可用的预定天线方向图的超集中所选出的多个定向 天线方向图来提供无线通信链路。这多个定向天线方向图例如被随机地、 伪随机地、顺序地或根据调度地(例如,定时的、加权的等等)连续扫 描,以提供遍布于服务区的通信,所述服务区中部署了站台。预定天线方 向图的使用降低了与形成用于提供通信的天线方向图相关联的处理要求和 延迟,同时辅助定向天线方向图的使用,提供有关干扰、容量、距离等的 优势。在根据优选实施例的操作中,既不从站台要求详细的信道状态信息也 不要求完美的信道状态信息以便利用定向天线方向图。例如,在基站扫描 形成当前所选择的多个定向天线方向图的定向天线方向图时,站台可以例如通过使用测距协议来提供如下信息,所述信息标识定向天线方向图中用 于该基站的最佳(例如,最高的信号干扰比(SIR),最高的接收信号强度指示符(RSSI)、最低的误比特率(BER)等等)定向天线方向图。天 线方向图选择信息的反馈比为站台唯一地形成定向天线方向图所需要的完 整的信道状态信息的反馈要求较少的开销并且可以被更迅速地完成。本专利技术实施例利用天线方向图调度器来实现天线方向图扫描和流量定 时。例如,本专利技术实施例的天线方向图调度器为基站调用所希望的一系列 天线方向图,并且确保与如下多个站台相关联的数据分组发送和接收与这 一系列天线方向图相一致,已经为所述多个站台选择了每个特定天线方向 图。天线方向图调度器可以调用控制天线方向图的连续、天线方向图的活 动时间、特定天线方向图的周期或重复等的算法,以提供各种特征或益 处。例如,本专利技术实施例的天线方向图调度器可以例如通过更频繁地调度 被确定为对于希望高QoS的站台而言最佳的天线方向图,来针对一个或多 个站台促成所希望的服务质量(QoS)。天线方向图控制器可以控制天线 方向图的扫描,使得服务区中与较高流量相关联的一个或多个部分的(可 以由一个或多个天线波束提供的)照明时间(illumination time)大于服务 区中其它部分的照明时间,从而提供增加的吞吐量。另外或替代地,通过 本专利技术实施例的天线方向图调度器进行的天线方向图系列控制(antenna pattern succession control)可以辅助网内干扰抑制。根据本专利技术的实施例,提供关于多个基站的协作调度。例如,可以使 用网络调度器(例如,前述天线方向图调度器中耦接到其它基站的天线方 向图调度器的主天线方向图调度器,或耦接到多个基站的多个天线方向图 调度器的集中式调度器)来协调用于通信网络中的多个基站的这一系列天 线方向图。通过协调这一系列天线方向图,例如可以通过选择不会引起干 扰(例如不重叠,具有正交特性、不存在指向彼此的波前,等等)的、在 相邻基站或彼此视线内的基站处使用的天线方向图来避免网内干扰。优选地,例如基于环境、使用样式等等来不时地调节对基站所使用的 多个天线方向图的选择。例如,可以从基站处可用的预定天线方向图的超 集中选择定向天线方向图的初始子集,作为常常被发现能够提供足够的通ii信的天线方向图集合、针对所预期的操作环境有可能提供所希望的操作的 天线方向图集合等等。这样的初始选择例如可以提供定向天线方向图在方 位上关于基站位置的均匀分布。然而,在特定基站的操作中,可能发现用 户台和/或通信负载在整个服务区内不是均匀分布的。本专利技术的控制器可以 操作来改编定向天线方向图的选择,以便提供覆盖服务区中较少使用的部 分的、较少的、多半较宽波束的天线方向图,以及覆盖服务区中较多使用 的部分的、较多的、多半较窄波束的天线方向图。因此,扫描服务区中较 少使用的部分和/或为其服务的时间可以被最小化,而扫描服务区中较多使 用的部分和/或为其服务的时间可以被增加,从而提供增加的容量和性能。本专利技术实施例使用前述一系列天线方向图来提供对通信的调度,以最 优化服务区覆盖和系统容量。通过一个数据流(应理解,这样的数据流可 以包括携带与多个节点相关联的数据的多个访问数据流)对多个天线方向图配置的使用,并且通过有效利用(leverage)定向天线方向图的使用以在 增加服务区覆盖和/或系统容量的同时降低干扰,本专利技术实施例在设备成本 以及控制开销和处理成本两者上都提供相对低成本的解决方案。以上所述已经非常广义地略述了本专利技术的特征和技术优势,这样,使 得以下对本专利技术的详细描述可以被更好地理解。以下将描述本专利技术的构成 其权利要求的主题的附加特征和优势。本领域技本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种方法,包括: 从一组可用天线方向图选择多个天线方向图; 标识所述多个天线方向图中的各个天线方向图以用于与多个站台的每一个站台的流量信道通信; 针对所述多个天线方向图来调度扫描顺序;以及 根据所述扫描顺序扫描所述多个天线方向图来提 供与所述多个站台的流量信道通信,其中,当所述多个天线方向图中的各个天线方向图被扫描时,所述多个站台中的一个或多个站台使用流量信道来进行通信。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:飙比尔黄恒正杰森梁淳凯特陈
申请(专利权)人:快美思科技有限公司
类型:发明
国别省市:KY[开曼群岛]

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