用于波束转换天线通信的方法和系统技术方案

一种用于处理经由多个天线元接收的ＲＦ信号的系统包括：连接装置（６），用于选择从所述天线元接收给定数目的ＲＦ信号（ｒｉ，ｒｊ）的子集，以及处理装置（８），用于将所选子集（ｒｉ，ｒｊ）的接收ＲＦ信号组合成单个ＲＦ信号以用于解调。该系统包括ＲＦ定向电路（１８），用于通过向要组合的ＲＦ信号（ｒｉ，ｒｊ）应用相关的ＲＦ相移权重产生所述接收的ＲＦ信号（ｒｉ，ｒｊ）的选择性组合；每个组合包括从等于在要被选择的子集中的ＲＦ信号的数目的多个相邻天线元接收的ＲＦ信号。无线电性能估计器（１４）针对ＲＦ信号的每个所述选择性组合产生代表该组合中ＲＦ信号的质量的至少一个非ＲＦ无线电性能指标（ＲＰＩ）。判决模块（１６）根据针对所述接收ＲＦ信号（ｒｉ，ｒｊ）的所述选择性组合产生的所述至少一个无线电性能指标（ＲＰＩ）识别要选择的接收ＲＦ信号（ｒｉ，ｒｊ）的子集。通过避免选择过程可能涉及所有可能组合，这种布置有利于ＷＬＡＮ装置中例如用于接收的信号／天线的选择。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及无线通信系统，尤其涉及用于在波束转换天线中重组接收/发射 信号的方法和设备。本专利技术还涉及设置有波束转换天线的无线局域网(WLAN)装置，该波束 转换天线使用接收/发射信号的射频(RF)组合。
技术介绍
无线局域网(WLAN)使用射频(RF)信号空中地发射和接收数据。经过世界范围的 国家的主要管理机构，诸如欧洲的ETSI (欧洲电信标准协会)和美国的FCC(联邦通信委员 会)所商定，WLAN系统在无授权频谱上发射。无线局域网允许用户分享数据和因特网接入，而没有铺设经过墙壁或地板的电缆 的不便和成本。WLAN的优点不限于计算机联网。随着WLAN的带宽不断增加，音频/视频服 务可能是下一个目标，代替装置到装置的电缆连接，且贯穿家庭、办公室和工厂提供分布。基本上，WLAN配置由两个关键网络元件组成接入点(AP)和客户端或移动站 (STA)。接入点用作网络集线器和路由器。典型地，在后端，接入点连接到较宽的LAN或甚 至因特网本身。在前端，接入点用作数目不定的客户端的接触点。移动到接入点(AP)的有 效广播半径内的站点(STA)可以连接到AP所服务的局域网且连接到与AP后端相连的较宽 网络。在WLAN部署中，覆盖范围和提供的吞吐量受到因满足相应需求而考虑的若干因 素的影响。当无线信号经过空间传播时，尤其是当其处于其中墙壁、家具和其他障碍物导致 吸收、反射和折射的建筑物内部时，它们经历衰减。一般地，STA距离AP越远，它接收的信号 越弱，且它可以可靠获得的物理数据率越低。无线电链接吞吐量是很多因素的函数，这些因 素包括所使用的传输格式和在接收器处测量的误包率(PER)。高的PER可能因为导致太 多的重传而使得具有较高标称吞吐量的传输格式的速度优点得不到充分体现。不过，WLAN 装置连续监控从与之通信的装置接收的信号的质量。当轮到它们发射时，它们使用该信息 来选择预计提供最高吞吐量的传输格式。在任意情况下，平均地，实际数据率直接随STA到 AP的距离的增加而不断减小。当前，要求高性能WLAN系统在越来越大的覆盖范围上提供高数据率服务。而且， 这些WLAN系统必须在不同类型的环境(家庭、办公室)中可靠地操作。换句话说，未来高 性能WLAN系统预计具有更好的质量和覆盖范围、更大的功率和带宽效率，且部署在不同环 境中。大多数当前局域网设备在2. 4GHz的工业、科学和医学(ISM)频带工作。该频带具 有免除授权基础上世界范围可用的优点，但是预计它将很快拥塞。因而，每个国家的频谱 管理机构限制各种频率的信号功率电平以适应用户需要且避免RF干扰。大多数国家将无 线LAN视为是无需授权的。然而，为了有资格得到无需授权的操作，无线电装置将功率电平 限制为相对较低的值。在欧洲，电子通信委员会(ECC)在ECC报告57:“(O)RLANS in the Frequency Band2400-2483. 5MHz”中定义了限制条件，规定与最大允许的等效全向辐射功率(EIRP)相关的当前规则。限制条件固定，使得设备的输出功率引起IOOmW(20dBm)EIRP 或更小的最大辐射功率。因此，依赖于所使用的天线的类型，设备的输出功率可以减小以产 生IOOmW EIRP或更小的最大辐射功率。导致高于IOOmW的辐射功率电平的功率电平和天 线的组合被认为不符合国家无线电接口规则。EIRP代表提供到天线的功率和天线增益的组合效应减去由于电缆和连接导致的 任意损耗EIRP (dBm) = Ptx (dBm) +Gtx (dB) -Ltx (dB)其中Ptx是提供到发射天线的功率，Gtx是关于于各向同性辐射体定义的天线增益 且Ltx是电缆损耗。因为EIRP包括天线增益，这对于可以在发射器处使用的天线种类引入了限制。为 了采用具有较高增益的天线，发射的功率被降低，使得Eira保持低于20dBm。现今已知的对于覆盖范围增加问题的解决方案使用这种系统配置该系统采用多 个全向天线，其中不同的信号通过不同射频(RF)处理链分别解调且随后在基带(BB)级数 字重组,如 US 6，907，272 和 US 6，438，389 所述。更高级的天线结构基于多向天线的组合。在这些系统中，波束转换(SB)天线结构 基于多个定向天线，该多个定向天线具有在特定方向灵敏度很高的固定波束。这些天线系 统检测特定服务质量(QoS)指标值，例如从不同波束接收的信号强度或信号质量，且选择 提供最佳QoS值的波束。波束选择的过程周期性地重复以跟踪传播信道的变化，使得WLAN RF收发器连续地从一个波束切换到另一个波束。WO 2006/023247中说明了具有可选天线元(antenna elements)的天线设备，该 申请公开了一种包括多个独立可选平面天线元的平面天线设备，每个平面天线元具有定向 辐射图，该定向辐射图具有基本处于平面天线设备的平面内的增益和偏振。每个天线元可 以被电选择(例如，开启或关闭)，使得平面天线设备可以形成可配置辐射图。如果所有的 元件都开启，则平面设备形成全向辐射图。源于耦合到通信装置的两个或更多天线元的组合辐射图可以比单个天线元的辐 射图具有更多或更少的方向性。系统可以选择最小化无线链路的干扰或者最大化系统和遥控装置之间的增益的 所选天线元的特定配置。US-B-6992621涉及使用无源波束成形器的无线通信系统。具体而言，它描述了一 种通过减少无源波束成形器的一个或多个端口和/或增加诸如巴特勒(Butler)矩阵的无 源波束成形器的阶数来改善性能的方法。巴特勒矩阵是使用信号组合器、信号分离器和信 号移相器与天线阵列一起形成通信波束的无源装置。巴特勒矩阵包括具有多个天线端口的 第一侧和具有多个发射或接收信号处理器端口(TRX)的第二侧。天线和TRX端口的数目表 示巴特勒矩阵的阶数。该系统提供用于在矩阵的TRX端口之间切换处理的信号选择方法。 该方法包括信号质量评估以判断一个或多个TRX端口处可接入的至少一个信号。在本专利提交时未公布的PCT专利申请PCT/EP 2006/011430公开了一种采用加 权射频(WRF)组合技术的波束转换天线。WRF解决方案的基本思想是选择提供最佳信号质 量的两个波束且通过适当权重在射频上组合相应信号。从两个波束接收的信号的组合改善 了信号质量的给定指标值，例如，接收器端的信与干扰加噪声的比(SINR)，且因而相对于常规波束转换天线而言改善了覆盖范围和可实现的吞吐量。
技术实现思路
申请人:观察到，上文引用的最后一个文献中公开的解决方法解决了利用多个RF 处理链来解调由多个天线元接收的信号的那些解决方案中固有的很多问题。如上所述，当用于波束选择的过程周期性地重复时，装配有SB天线的WLAN RF收 发器将连续从一个波束切换到另一个波束。除了使用在基带(BB)级引入的适当组合权重 形成全向天线阵列的辐射图，SB天线系统还可以如下方式选择多个定向天线的输出形成 与使用BB组合技术的全向天线元阵列实现的波束相比具有更高空间选择性的精细分区 (定向)波束。由于上述EIRP限制，当在发射侧的WLAN客户端或接入点中使用相同的天线配置 时，在接收侧，使用SB天线系统获得大的总增益可能变得十分关键。这种系统典型地致力 于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理经由多个天线元（Ａ，Ｂ）接收的ＲＦ信号的方法，该方法包括以下步骤：－选择（６）从所述天线元接收的ＲＦ信号（ｒ↓［ｉ］，ｒ↓［ｊ］）的子集，所述子集包括给定数目的ＲＦ信号，－将所述所选子集（ｒ↓［ｉ］，ｒ↓［ｊ］）的接收ＲＦ信号组合（８）成单个ＲＦ信号以用于解调，其特征在于，该方法包括通过以下操作进行选择接收ＲＦ信号（ｒ↓［ｉ］，ｒ↓［ｊ］）的所述子集的步骤：－通过向要组合的ＲＦ信号（ｒ↓［ｉ］，ｒ↓［ｊ］）应用相对ＲＦ相移权重产生所述从所述多个天线元（Ａ，Ｂ）接收的ＲＦ信号（ｒ↓［ｉ］，ｒ↓［ｊ］）的选择性组合，其中每个组合包括从等于所述给定数目的多个相邻天线元（Ａ，Ｂ）接收的ＲＦ信号，－针对ＲＦ信号的每个所述选择性组合产生（１２００６，１３００４）代表该组合中ＲＦ信号的质量的至少一个无线电性能指标（ＲＰＩ），以及－根据针对所述接收ＲＦ信号（ｒ↓［ｉ］，ｒ↓［ｊ］）的所述选择性组合产生的所述至少一个无线电性能指标（ＲＰＩ）识别要选择的子集。

【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：L博利，V达米科，M福德瑞尼，P加洛，B麦利斯，A拉斯托，
申请(专利权)人：意大利电信股份公司，皮雷利C有限公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]