用于干扰减少和MIMO通信的天线设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于在无线通信系统(1)中使用的天线设备(3)，其中，该设备(3)包括至少两个单极化天线功能(4，5)。每个天线功能(4，5)适合于辐射在方位面(A)中具有水平伸展和在垂直于方位面(A)的垂直面(E)中具有垂直伸展的天线辐射波瓣图(6)。天线功能(4，5)均在第一方向(11)中基本上具有第一极化。在与第一方向(11)分离的第二方向(15)中，第二天线功能(5)具有第二极化，并且第一天线功能(4)具有第三极化，第二极化和第三极化基本上相互正交。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于在无线通信系统中使用的天线设备。该设备包括至少两个单极 化天线功能，这些功能适合于辐射在方位面中具有水平伸展且在垂直于方位面的高度面 (elevation plane)中 具有垂直伸展的天线辐射波瓣图。天线功能均在第一方向中基本上 具有第一极化。本专利技术还涉及无线通信系统中的节点，该节点包括根据上述的天线设备。
技术介绍
在用于无线通信的蜂窝系统中，通常使用不同种类的基站。蜂窝系统中的典型基 站(BS)经常部署在屋顶高度上或在高天线塔中以增大其覆盖面积。这给出基站之间视线 的高可能性，而这能够导致严重的BS对BS站干扰，特别是在使用较高传送功率时。在时分双工(TDD)系统中，上行链路数据业务(到BS)和下行链路数据业务(来 自BS)使用相同频率载波，但在时间中分离。在第一时间期内，下行链路数据业务是活动 的，在第二时间期内，上行链路数据业务是活动的，下行链路数据业务和上行链路数据业务 在不同时间活动。在两个小区具有不同期间、在这些期间中上行链路数据业务和下行链路数据业务 活动时，这可能造成问题，产生重叠的期间，其中，上行链路数据业务和下行链路数据业务 在同时是活动的，从而产生干扰。在TDD系统中，由于传送和接收在相同频率上进行，因此，系统内的BS到BS和MS 到MS站干扰能够变得严重。即使两个小区位于相邻载频，干扰也可能相当大。如果所有基站同步其传送和接收时间窗口，则干扰情况得到改善。由于传播延迟， 需要保护期间或静默期间以允许来自远处基站的传送衰退到可接受的级别。对相邻载波的 时间同步干扰能够类似地得到抑制。对于两个不同步TDD系统在相邻频带上传送的情况， 上行链路时隙中来自在相邻载波上在下行链路中传送的基站的干扰能够非常强。由于通过空中的传播延迟，来自在相同载波上传送的相邻基站的干扰将在从DL 传送到UL接收的切换后很快变高。在频分双工(FDD)系统中，上行链路和下行链路活动为其载波使用不同频率，因 此，BS-BS和MS-MS干扰一般通过使用双工滤波器和上行链路与下行链路频带之间的大间 隔而受到高度抑制。然而，在一些情况下，FDD系统在频率上部署，使得一个FDD系统的下行链路靠近 另一 FDD系统的上行链路，例如，使用800MHz和900MHz频带规划。此外，在相关共享情形下，FDD和TDD系统可能被要求在分离远远小于典型FDD双 工距离的频率间隔共存。为将两个系统之间的干扰降到最低，可能要另外的保护频带和符 合严密的频谱屏蔽。BS到BS干扰也能够通过增大基站之间的间隔或通过避免视线情形而得以减少。 然而，这严重地限制了运营商的部署备选方案和站点位置的选择。现有的所 述干扰问题的解决方案有多个缺陷-保护频带和保护期间表示未使用的资源并导致更低的频谱效率。-仅在干扰源和受干扰者位于不同载波上时提高滤波器要求才有效，且甚至因此 滤波器表示带有某些成本和限制的物理实体_增大的物理间隔经常不是可行解决方案，并且严重限制运营商站点位置选择。如 果第二系统在第一系统之后部署，第一系统位置已经就位，并且选择受到限制。-如果相邻频带上部署有两个不同TDD系统(例如，WiMax和LTE/TDD)，则TDD中 的同步可能难以或者甚至不可能实现。-在TDD与FDD系统之间的共享情况下，上行链路与下行链路使用之间的同步通 常是不可能的，例如，一方面是WiMax或LTE/TDD，或另一方面是WCDMA (宽带码分多址)或 WCDMA HSAP (高速分组接入)。ΜΙΜ0(多输入多输出)是例如将在LTE(长期演进)中使用的新兴概念。MIMO概 念利用两个或更多传送天线和两个或更多接收天线以能够实现多个数据流的同时通信。天 线功能或位置需要不同以便给出充分去相关信道，使得数据流能够变得可分离。一个可能 性是使用不同极化以便为每个数据流使用一个极化来传递不同数据流。MIMO流的极化传送 因此对MIMO是一个有吸引力的天线解决方案。明显存在对获得在基站之间提供减少的干扰的设备的需要，该设备不具有上述缺 陷，并且其中基站与诸如移动电话等用户终端之间使用MIMO的通信可能实现。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是减少基站之间的干扰，同时使基站与诸如移动电话等用户终 端之间的通信可能使用MIMO而无上述缺陷。此目的借助于一种用于在无线通信系统中使用的天线设备而得以解决。该设备包 括至少两个单极化天线功能，这些功能适合于辐射在方位面中具有水平伸展且在垂直于方 位面的高度面中具有垂直伸展的天线辐射波瓣图。天线功能均在第一方向中基本上具有第 一极化。根据本专利技术，在与第一方向分离的第二方向中，第二天线功能具有第二极化，并且 第一天线功能具有第三极化。第二极化和第三极化基本上相互正交。此目的还借助于一种无线通信系统中的节点而得以解决，该节点包括根据上述的 天线设备。根据一实施例示例，第三极化基本上等于第一极化。根据另一实施例示例，第二方向与第一方向至少在高度面中分离。根据另一实施例示例，第一极化的垂直分量和水平极化分量具有基本上相等的振 幅。根据另一实施例示例，第二方向预期用于与用户终端的通信。根据另一实施例示例，第二方向中的通信包括借助于多输入多输出MIMO的通信。根据另一实施例示例，无线通信系统还包括具有对应天线功能的至少一个另外的 基站。无线通信系统中的基站布置成用于通信，使得所有天线功能使用基本上相同的极化， 以便各个基站中包括的两个相对天线功能的每一个功能在第一方向中遇到来自另一个的 基本上正交的极化。第一方向基本上是从一个基站中包括的天线功能朝向其它基站中包括的相对天线功能的方向。根据另一实施例示例，天线功能具有第一极化和第二极化，并且在第一方向与第 二方向之间从第一极化到第二极化是持续可变的。 根据另一实施例示例，带有持续可变极化的每个天线功能包括具有第一极化向量 的第一元件和具有第二极化向量的第二元件。极化向量表示它们之间的角度，其中，元件辐 射基本上相等的辐射图，元件由一定的距离来分离。根据另一实施例示例，带有持续可变极化的每个天线功能包括具有第一极化向量 的第一元件和具有第二极化向量的第二元件。极化向量表示它们之间的角度，其中，元件辐 射不等的辐射图。借助于本专利技术，获得了多个优点。例如-大大减少了接收器之间的干扰。-可减少保护频带和保护期间。-为相邻频带上的服务促进了共存。-为实现本专利技术要求极少的附加硬件味意着获得它的成本较低。-一个方向中MIMO通信和另一方向中干扰抑制的可能性。附图说明现在将参照附图更详细地描述本专利技术，其中图1示出两个基站和用户终端的简化视图；图2a示出布置成表示角度变化极化的第一类型天线设备的简化顶视图；图2b示出布置成表示角度变化极化的第一类型天线设备的简化正视图；图3a示出布置成表示角度变化极化的第二类型天线设备的简化顶视图；以及图3b示出布置成表示角度变化极化的第二类型天线设备的简化正视图。具体实施例方式参照图1，无线通信系统1包括具有天线设备3的第一基站2，而该天线设备又包 括第一单极化天线4和第二单极化天线5，第一基站具有基本上沿其纵向伸展延伸的垂直 伸展。每个天线4，5适合于辐射天线辐射波瓣图6，其在方位面A中具有水平伸展，在对于 所有方位方向的与方位面A垂直的高度面中本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于在无线通信系统（１）中使用的天线设备（３），其中所述设备（３）包括至少两个单极化天线功能（４，５），每个天线功能（４，５）适合于辐射在方位面（Ａ）中具有水平伸展且在垂直于所述方位面（Ａ）的高度面（Ｅ）中具有垂直伸展的天线辐射波瓣图（６），其中所述天线功能（４，５）均在第一方向（１１）中基本上具有第一极化（ｐ１），特征在于在与所述第一方向（１１）分离的第二方向（１５）中，所述第二天线功能（５）具有第二极化（ｐ２），并且所述第一天线功能（４）具有第三极化（ｐ３），所述第二极化（ｐ２）和所述第三极化（ｐ３）基本上相互正交。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在无线通信系统(1)中使用的天线设备(3)，其中所述设备(3)包括至少 两个单极化天线功能G，5)，每个天线功能(4，5)适合于辐射在方位面(A)中具有水平伸展 且在垂直于所述方位面(A)的高度面(E)中具有垂直伸展的天线辐射波瓣图(6)，其中所述 天线功能(4，幻均在第一方向(11)中基本上具有第一极化(pi)，特征在于在与所述第一方 向(11)分离的第二方向(15)中，所述第二天线功能(5)具有第二极化(p2)，并且所述第一天线功能(4)具有第三极化(p3)，所述第二极化(ρ》和所述第三极化(p!3)基本上相互正 、-父。2.如权利要求1所述的天线设备，特征在于所述第三极化(p3)基本上等于所述第一极 化(Pl)。3.如权利要求1或2所述的天线设备，特征在于所述第二方向(15)与所述第一方向 (11)至少在高度面(E)中分离。4.如前面权利要求任一项所述的天线设备，特征在于所述第一极化(pi)的垂直分量 和水平极化分量具有基本上相等的振幅。5.如前面权利要求任一项所述的天线设备，特征在于所述第一极化(pi)相对于所述 方位面㈧倾斜45°。6.如前面权利要求任一项所述的天线设备，特征在于所述第二方向(15)预期用于与 用户终端(1 的通信。7.如前面权利要求任一项所述的天线设备，特征在于所述第二方向(15)中的通信包 括借助于多输入多输出MIMO的通信。8.如前面权利要求任一项所述的天线设备，特征在于所述天线功能0，5;9，10;13， 14)包括在基站O)中。9.如前面权利要求任一项所述的天线设备，特征在于所述天线功能0，5;9，10;13， 14)包括在用户终端(12)中。10.如前面权利要求任一项所述的天线设备，特征在于所述天线功能(4，5)是分离的 天线或者是组合双极化天线。11.一种无线通信系统(1)中的节点，所述节点包括天线设备(3)，所述天线设备又包 括至少两个单极化天线功能G，5)，每个天线功能(4，5)适合于辐射在方位面(A)中具有水 平伸展且在垂直于所述方位面(A)的高度面(E)中具有垂直伸展的天线辐射波瓣图(6)，其 中所述天线功能(4，幻均在第一方向(11)中基本上具有第一极化(pi)，特征在于在与所述 第一方向(11)分离的第二方向(15)中，一个天线功能(5)具有第二极化(p2)，并且另一个天线功能(4)具有第三极化(p3)，所述第二极化(ρ》和所述第三极化(p!3)基本上相互正 、-父。12.如权利要求11所述的节点，特征在于所述第三极化(p3)基本上等于所述第一极化 (Pl)。13.如权利要求11或12任一项所述的节点，特征在于所述第一极化(pi)的垂直分量 和水...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·西蒙森，H·阿斯普伦德，B·哈格曼，
申请(专利权)人：爱立信电话股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE