BR112016015619B1 - Sistema de antenas e método para fornecer cobertura para comunicação mimo - Google Patents

Abstract

sistema de antenas método para fornecer cobertura para comunicação mimo a revelação refere-se a um sistema de antenas 1 para fornecer cobertura para comunicação de múltiplas entradas múltiplas saídas, mimo, em tipo misturado de espaços. o sistema de antenas 1 compreende um cabo radiante 2 disposto para fornecer cobertura em um primeiro tipo de espaço, e um sistema de antenas distribuídas 3 compreendendo uma ou mais antenas 31, 32, 33, 34 e disposto para fornecer cobertura em um segundo tipo de espaço, em que cada de uma ou mais antenas 31, 32, 33, 34 do sistema de antenas distribuídas 3 é conectada ao cabo radiante 2 através de um circulador 41, 42, 43, e em que a comunicação mimo é habilitada pelas duas extremidades do cabo radiante 2 sendo adaptadas para conexão a uma porta de antena respectiva 8, 9 de um nó de rede 5 configurado para comunicação mimo 10. a revelação também se refere a um método e sistema relacionados.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A tecnologia revelada aqui refere-se em geral ao campo de comunicação por rádio, e em particular a sistemas de antena para fornecer cobertura para comunicação de múltiplas entradas múltiplas saídas, MIMO.

ANTECEDENTES

[0002] Uma grande parte da carga de tráfego em sistemas de comunicação sem fio futuros é esperada origina de usuários internos, por exemplo, de usuários em edifícios de escritórios, cafés, shopping malls, etc. O fornecimento aos usuários internos com velocidades elevadas de bits e comunicação espectralmente eficiente a partir de estações base externas é desafiador devido à perda de penetração que é experimentada por sinais que se propagam através das paredes dos edifícios. Uma solução conhecida para aumentar a cobertura interna é usar repetidoras externas para internas. Uma repetidora externa para interna tem uma antena de captação no exterior do edifício conectada através de um amplificador de potência direcional- duplo para uma antena doadora no interior do edifício. Outra solução conhecida é implantar sistemas internos puros, por exemplo, por implantar uma estação base de rádio interna (RBS) e conectar a mesma a um sistema de antenas distribuído (DAS) onde as antenas são também localizadas internas e próximas aos usuários.

[0003] Cabos radiantes (coaxiais) podem ser usados tanto para transmissão como para recepção de ondas eletromagnéticas, isto é, permite comunicação bidirecional. Casos de uso típico para cabos radiantes são implantações internas e ao longo de tuneis ferroviários, etc. Dito de forma simples, um cabo radiante é um cabo coaxial com fendas ou aberturas ao longo de seu comprimento total que permitem ao cabo “irradiar” ondas eletromagnéticas. O cabo radiante pode ser usado tanto para transmitir como para receber ondas eletromagnéticas, isto é, permite comunicação bidirecional.

[0004] A tecnologia de múltiplas entradas múltiplas saídas (MIMO) é desenvolvida e usada em sistemas de comunicação sem fio, e foi incorporada como uma característica importante em padrões de Evolução de longo prazo (LTE). MIMO fornece velocidades mais elevadas de dados usando várias antenas para transmitir e receber sinais. Por combinar sinais adequadamente em um receptor uma qualidade de sinal e/ou velocidade de dados aperfeiçoada é fornecida para usuários no sistema de comunicação.

SUMÁRIO

[0005] Um sistema sem fio MIMO pode ser usado em vários tipos de ambientes para fornecer cobertura e capacidade. Em cenários internos a demanda de tráfego pode ser heterogênea, por exemplo, devido às plantas de andares de edifício e comportamento de usuário. Isso coloca exigências diferentes sobre o orçamento de link de rádio em posições diferentes no edifício.

[0006] Cabos radiantes apresentam propriedades de radiação diferentes das propriedades de DAS tradicionais e fornecem intensidade de sinal local quase constante ao longo do cabo, com apenas uma diminuição lenta na intensidade de sinal com distância. Isso gera cobertura uniforme para uma dada distância a partir de um cabo radiante instalado ao longo de uma linha reta, tornando os cabos radiantes particularmente bem adequados para uso em corredores, túneis, e outros espaços semelhantes a cilindros, isto é, espaços com uma dimensão sendo significativamente maiores que as outras duas dimensões em seção transversal. Isso é ilustrado na figura 1a, em que a linha tracejada ilustra o cabo radiante. A figura 1b ilustra um espaço em que as dimensões em seção transversal variam e o cabo radiante não pode ser instalado ao longo de uma linha reta como no caso, por exemplo, de um túnel (como ilustrado na figura 1a). Isto é, o roteamento do cabo radiante (a linha tracejada novamente ilustrando o cabo radiante) desvia de uma linha reta e tem de ser ajustado para fornecer cobertura em todas as áreas. Isso torna a instalação de cabo mais difícil e cara, tanto de um ponto de vista de mão-de- obra como de material. Uma vez que cabos radiantes são relativamente caros e complicados de instalar, devido a seu peso e perfil rígido, isso apresenta um grande problema.

[0007] Um sistema de antenas distribuídas (DAS) usa um conjunto distinto de antenas para fornecer cobertura. Uma vez que cada antena atua como uma fonte de ponto em termos do comportamento de perda de percurso (ignorando qualquer ganho extra em potencial a partir do padrão de radiação), as antenas necessitam ser distribuídas através da área de cobertura. Em corredores, tuneis, e outros espaços semelhantes a cilindros, isto é, espaços com uma dimensão sendo significativamente maiores que as outras duas dimensões em seção transversal, múltiplas antenas DAS necessitam ser instaladas para assegurar cobertura, mesmo no caso de antenas diretivas com direção de feixe principal ao longo da dimensão maior. Isso é ilustrado na figura 1c (um ponto ilustrando uma antena). Com tal colocação distinta de antenas, a cobertura variará entre as antenas e muitas antenas podem ser necessárias para obter uma cobertura mínima desejada. Quando as dimensões em seção transversal variam, por outro lado, antenas DAS são particularmente adequadas uma vez que podem oferecer cobertura extra por colocação nos espaços abertos ou por apontar feixes diretivos em direção aos espaços abertos, com as antenas colocadas nas posições que podem ser selecionadas com base em aspectos não relacionados à cobertura, como facilidade de instalação e custo. Isso é ilustrado na figura 1d (cablagem necessária para as antenas não é ilustrada).

[0008] Ambientes internos são frequentemente uma mistura de espaços semelhantes a corredor conectando espaços abertos. Isso é verdadeiro, por exemplo, para edifícios de escritórios tradicionais, onde “áreas de interação” são escassamente distribuídas nos edifícios. Combinações similares de passagens estreitas e áreas abertas são comuns em instalações de transporte público subterrâneo. A demanda de tráfego sem fio é relacionada à distribuição de pessoas nessas áreas, com espaços abertos frequentemente sendo associados à demanda elevada (onde grupos grandes de pessoas são estacionários) e corredores sendo associados à demanda mais baixa (onde as pessoas estão se movendo ou estacionárias em escritórios menores ao longo dos corredores). Seria desejável fornecer, no sistema sem fio usando MIMO, uma capacidade por área unitária que casa com a demanda de tráfego dependente de posição.

[0009] Um objetivo da presente revelação é resolver ou pelo menos aliviar pelo menos um dos problemas acima mencionados.

[0010] O objetivo é de acordo com um primeiro aspecto obtido por um sistema de antenas para fornecer cobertura para comunicação de múltiplas entradas múltiplas saídas, MIMO, em tipo misturado de espaços. O sistema de antenas compreende um cabo radiante disposto para fornecer cobertura em um primeiro tipo de espaço, e um sistema de antenas distribuídas compreendendo uma ou mais antenas e dispostas para fornecer cobertura em um segundo tipo de espaço. Cada de uma ou mais antenas do sistema de antenas distribuídas é conectada ao cabo radiante através de um circulador e a comunicação MIMO é habilitada por ambas as extremidades do cabo radiante sendo adaptado para conexão a uma porta de antena respectiva de um nó de rede configurado para comunicação MIMO.

[0011] O sistema de antenas fornece uma cobertura mais uniforme e aperfeiçoada e capacidade aperfeiçoada para comunicação MIMO em ambientes que compreendem tipo misturado de espaços. Isto é, em espaços tendo geometria diferente, como um primeiro tipo de espaço compreendendo, por exemplo, espaços semelhantes a cilindro, como corredores de tuneis, e um segundo tipo de espaço compreendendo um tipo aberto de espaço, por exemplo, um cômodo grande. A capacidade de comunicação por área de unidade pode ser feita para casar a demanda de tráfego dependente de posição usando o cabo radiante como meio de comunicação ou o DAS como meio de comunicação ou ambos em dependência da demanda de tráfego esperado nos tipos diferentes de espaço.

[0012] O objetivo é de acordo com um segundo aspecto obtido por um método para fornecer comunicação de múltiplas entradas múltiplas saídas, MIMO, usando um sistema de antenas como acima. O método compreende: conectar uma extremidade do cabo radiante com uma primeira porta de antena de um nó de rede configurado para comunicação MIMO e conectar a extremidade oposta do cabo radiante a uma segunda porta de antena do nó de rede.

[0013] O objetivo é de acordo com um terceiro aspecto obtido por um sistema compreendendo um sistema de antenas como acima, em que uma extremidade do cabo radiante é conectada a uma primeira porta de antena do nó de rede e a extremidade oposta do cabo radiante é conectada a uma segunda porta de antena do nó de rede.

[0014] Características e vantagens adicionais da presente revelação se tornarão evidentes após leitura da seguinte descrição e desenhos em anexo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0015] As figuras 1a, 1b, 1c, 1d ilustram implantação de cabos radiantes e antenas distribuídas, respectivamente.

[0016] A figura 2 ilustra uma modalidade de um sistema e um sistema de antenas de acordo com a presente revelação e em particular meio para fornecer alimentação de antena bidirecional.

[0017] A figura 3 ilustra uma modalidade de um sistema de antenas de acordo com a presente revelação.

[0018] As figuras 4a, 4b, 4c, 4d ilustram esquematicamente cenários de instalação diferentes para um sistema de antenas de acordo com a presente revelação.

[0019] A figura 5 é um fluxograma sobre etapas de um método de acordo com a presente revelação.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0020] Na descrição a seguir, para fins de explicação e não limitação, detalhes específicos são expostos como arquiteturas, interfaces, técnicas específicas, etc., para fornecer uma compreensão completa. Em outras instâncias, descrições detalhadas de dispositivos, circuitos e métodos bem conhecidos são omitidos de modo a não obscurecer a descrição com detalhe desnecessário. Os mesmos numerais de referência se referem a elementos iguais ou similares do início ao fim da descrição.

[0021] Em resumo, a presente revelação fornece uma solução para problemas relacionados ao fornecimento de boa cobertura e capacidade para um sistema sem fio MIMO em ambientes que compreendem uma mistura de áreas semelhantes a cilindro (corredores, tuneis, etc.) e espaços abertos, em particular ambientes internos. Aspectos de cabos radiantes e sistema de antenas distribuídas (DAS) são usados para fornecer uma implantação heterogênea tanto de cabos radiantes como antenas de DAS. Um sistema de antenas compreendendo cabos radiantes e as antenas DAS, podem ser ligadas em cadeia usando circuladores, conectados à mesma linha alimentadora única (que ela própria pode ser um cabo radiante), para fornecer cobertura e capacidade sobre uma área dada, com cabos radiantes cobrindo áreas semelhantes a cilindro e antenas DAS cobrindo espaços abertos. Além disso, o sistema de antenas é alimentado a partir das duas extremidades da linha alimentadora única, desse modo fornecendo capacidade MIMO.

[0022] A figura 2 ilustra uma modalidade de um sistema de antenas de acordo com a presente revelação e em particular meio para fornecer alimentação de antena bidirecional. O sistema de antenas 1 compreende um cabo radiante 2 e um número de antenas 31, 32, 33, 34 conectadas ao cabo radiante 2 por meio de circuladores 41, 42, 43.

[0023] O cabo radiante 2 pode compreender um cabo coaxial, por exemplo, um cabo coaxial blindado. O cabo radiante 2 compreende fendas ou ranhuras permitindo sinais de comunicação transportados ao longo de seu comprimento para emanar para fora para o ambiente circundante. Observa-se que o cabo radiante 2 pode ser adaptado para uso em um ambiente específico em que pode ter tais fendas somente em partes onde a comunicação é necessária, e não tais fendas onde a comunicação não é necessária, por exemplo, uma vez que tais partes do ambiente são cobertas pelas antenas 31, 32, 33, 34.

[0024] Um cabo radiante tem duas extremidades, em que uma extremidade convencionalmente é conectada a um nó de rede e usada para alimentar/sentir o cabo ao passo que a outra extremidade é terminada ou deixada aberta. Na presente revelação, as duas extremidades do cabo radiante 2 são conectadas a um nó de rede 5, e em particular a uma porta de antena respectiva 8, 9 do nó de rede 5. O nó de rede 5 pode desse modo alimentar/sentir o cabo radiante 2 através de portas de antena 8, 9 do mesmo nas duas extremidades do cabo radiante 2. Uma primeira extremidade do cabo radiante 2 é conectado a uma primeira porta da antena 8 e a segunda extremidade do cabo radiante 2 é conectada a uma segunda porta de antena 9.

[0025] As extremidades do cabo radiante 2 são conectáveis ao nó de rede 5. O cabo radiante 2 é desse modo nas extremidades do mesmo adaptado para ser conectado ao nó de rede 5 configurado para fornecer comunicação sem fio a um ou mais dispositivos de comunicação (não ilustrado). Em particular, o cabo radiante 2 é conectável ao nó de rede 5, por exemplo, por compreender um dispositivo de conexão respetivo 7a, 7b em suas extremidades de cabo, o dispositivo de conexão 7a, 7b, por exemplo, compreendendo conectores de antenas.

[0026] O nó de rede 5 pode, por exemplo, compreender estação base de rádio, por exemplo, um nó desenvolvido B (também indicado eNB e eNodeB). Ao alimentar o cabo radiante 2, sinais são transmitidos a partir do nó de rede 5 através do cabo radiante 2 e os sinais podem ser recebidos por dispositivos de comunicação (não ilustrados) localizados na área de cobertura do nó de rede 5. A alimentação do cabo radiante é desse modo uma direção downlink, a partir do nó de rede 5 para os dispositivos de comunicação. Ao detectar o cabo radiante 2, sinais enviados por dispositivos de comunicação são recebidos por meio do cabo radiante 2. A detecção do cabo radiante é desse modo uma direção uplink, a partir do dispositivo de comunicação para o nó de rede 5.

[0027] O sistema de antenas 1 também compreende um número de antenas 31, 32, 33, 34 cuja antenas podem ser vistas como um sistema de antenas distribuídas 3 em que cada antena pode ser vista como uma fonte de ponto. O numeral de referência 3 na figura 2 é destinado a abranger genericamente qualquer tal antena 31, 32, 33, 34. As antenas podem, por exemplo, ser antenas dipolo, antenas patch, etc. Cada das antenas 31, 32, 33, 34 é conectada ao cabo radiante 2 através de um circulador 41, 42, 43. Os circuladores 41, 42, 43 podem ser circuladores de três portas (como ilustrado por circuladores 41, 42), ou circuladores de quatro portas (como ilustrado por circulador 43). O circulador 41, 42, 43 é um dispositivo passivo, no qual um sinal de radiofrequência (RF) que entra em qualquer porta é transmitido para a porta seguinte em rotação. Na figura, a direção de rotação é indicada em modo convencional por uma seta. Observa-se que embora somente algumas antenas e circuladores sejam ilustrados e descritos, o sistema de antenas 1 pode compreender qualquer número de antenas e circuladores e observa-se ainda que os circuladores podem ser configurados em modos diferentes para o cabo radiante 2, isto é, as portas dos circuladores podem ser conectadas em modos diferentes ao cabo radiante 2 para fornecer uma transferência de sinal desejado.

[0028] Os circuladores 41, 42, 43 fornecem alimentação simultânea das antenas 31, 32, 33, 34 para energia incidindo de ambas as direções ao longo do cabo radiante 2. As direções mencionadas são desse modo uplink, isto é, sinais recebidos nas antenas (ou cabo radiante 2) para transferência para o nó de rede 5, e downlink, isto é, sinais enviados a partir do nó de rede 5 para serem recebidos pelos dispositivos de comunicação. Uma alimentação bidirecional é desse modo fornecida. A funcionalidade MIMO também é fornecida, isto é, várias das antenas 31, 32, 33, 34 podem, por exemplo, receber sinalização a partir de um dispositivo de comunicação específico, cuja sinalização é transferida para o nó de rede 5. O nó de rede 5 pode então processar os sinais de modo a fornecer qualidade aperfeiçoada de sinais. A funcionalidade MIMO de multiplexagem espacial também é suportada pelo sistema de antenas 1, fornecendo capacidade de transmissão de dados aumentada.

[0029] Cada circulador 41, 42, 43 é adaptado para passar certa quantidade de energia para uma antena com a qual é interconectado. Em particular, energia RF enviada ao longo do comprimento do cabo radiante 2 atinge uma porta de um circulador e é passada para a porta seguinte do mesmo. Cada antena 31, 32, 33, 34 é descasada com o cabo radiante 2 de modo que somente uma quantidade configurada da energia é radiada pela antena. Isto é, tomando a antena mais à esquerda da figura 2, antena 32 como exemplo: se fosse casada por impedância com a linha de transmissão (isto é, o cabo radiante) irradiaria toda energia que recebe a partir do nó de rede 5 em downlink e a cobertura desejada não seria obtida. Portanto, as antenas 31, 32, 33, 34 são descasadas, fornecendo uma fração desejada da energia incidente a ser transmitida/recebida por uma antena respectiva. As antenas podem ser desse modo conectadas à linha alimentadora (isto é, cabo radiante 2) usando, por exemplo, componentes descasados, por exemplo, divisores de energia usados, como meio para controlar a quantidade de energia radiada por antena. Tal descasamento pode ser realizado por adaptar a impedância das antenas a serem descasadas à impedância do cabo radiante 2, desse modo fornecendo uma fração desejada da energia a ser transmitida/recebida pela respectiva antena. A quantidade de energia radiada em locais diferentes pode ser controlada por selecionar combinações desejadas de taxa de atenuação do cabo radiante 2, ganho das antenas 31, 32, 33, 34 ou uso de outros componentes que são descasados, por exemplo, selecionar linha de transmissão com base em impedância, por exemplo, usando uma linha de transmissão com impedância diferente da impedância de antena.

[0030] O descasamento das antenas 31, 32, 33, 34 pode ser adaptado de modo a fornecer cobertura similar em uplink como em downlink. Assuma, como exemplo específico para ilustrar isso que duas antenas são fornecidas conectadas a um circulador de três portas respectivo. Para as duas antenas ter a mesma potência de transmissão (downlink), a primeira antena (se refira, por exemplo, à antena de três portas mais a esquerda, 32 da figura 2) pode ter um fator de reflexo de transmissão de modo que metade da energia incidente na porta mais a esquerda é passada para a próxima porta (como indicado pela seta indicando direção de rotação) e radiada pela antena, e a energia restante é então passada para sua porta seguinte e adicionalmente para a segunda antena, que tem a mesma configuração de porta que essa primeira antena. A segunda antena, se tiver casamento perfeito de impedância transmite então a energia restante e a mesma potência de transmissão downlink é realizada nas duas antenas. Entretanto, ter casamento perfeito de impedância para a segunda antena significaria que toda energia recebida pela primeira antena para uplink seria transmitida pela segunda antena. Desse modo, em uma modalidade, o descasamento é configurado de modo que a impedância para o uplink é diferente da impedância para o downlink. Essa é uma modalidade adequada para sistemas de Duplexagem por divisão de frequência (FDD), que usam frequências de portadora diferentes em uplink e downlink e exigem que as antenas sejam configuradas para ter um descasamento invertido com relação à quantidade de potência transmitida/recebida. Como um exemplo numérico específico, fornecido puramente para aumentar a compreensão e não deve ser interpretado como limitando para o escopo da presente revelação, o seguinte pode ser observado. Para três antenas alimentadas em série com conexão de cabo coaxial sem perda com fator de reflexo de transmissão S11_tx = {-1.8, -3, -infinito} dB respectivamente, todas as antenas transmitirão a mesma potência. Para ter todas as antenas recebendo a mesma potência (assumindo a mesma densidade de potência incidente), as antenas devem ter um fator de reflexo de recepção de S11_rx = {-infinito, -3, -1.8} dB respectivamente.

[0031] As antenas 31, 32, 33, 34 podem ser dispostas para fornecer cobertura de sobreposição por fornecer antenas tendo polarização ortogonal diferente. As antenas podem desse modo ser polarizadas duais, isto é, ser capazes de operar em polarização vertical bem como horizontal.

[0032] A alimentação de antena bidirecional pode ser fornecida por dispor dois ou mais circuladores de três portas 41, 42 ou por dispor um ou mais circulador de quatro portas 43. Com referência à figura 3, dois circuladores de três portadas 41, 42 são ilustrados, em que o circulador de três portas mais a esquerda 42 é conectado em sua primeira porta P1 à linha de transmissão, isto é, o cabo radiante 2, em sua segunda porta P2 a uma antena 32 e em sua terceira porta P3 ao cabo radiante 2 novamente. O circulador de três portas mais a direita 41 é conectado em sua primeira porta P1 ao cabo radiante 2, em sua segunda porta P2 ao cabo radiante 2 e em sua terceira porta P3 a uma antena 31. Os dois circuladores de três portas 41, 42 fornecem comunicação bidirecional. Para sinais downlink (indicado por seta Tx) enviados a partir da primeira porta de antena 8 do nó de rede 5 (se refira à figura 2), o circulador de três portas mais a esquerda 42 recebe o sinal em sua primeira porta P1, passa o mesmo para a antena 32 que transmite uma parte configurada da energia de sinal recebido e passa o resto da energia para sua terceira porta P3. O circulador de três portas mais a direita 41 recebe essa energia em sua primeira porta P1, passa a mesma para a segunda porta P2 e adicionalmente ao longo do cabo radiante 2, que transmite a energia ao longo de seu comprimento. Os circuladores também podem receber sinais downlink a partir da outra porta de antena 9, e então transmite o sinal em modo correspondente. Em uplink (indicado pela seta Rx) o circulador de três portas mais a direita 41 recebe um sinal na antena 31 que passa a energia de sinal recebido para sua primeira porta P1. O circulador de três portas mais a esquerda 42 recebe essa energia em sua terceira porta P3, passa a mesma para a primeira porta P1 e adicionalmente ao longo do cabo radiante 2 para o nó de rede 5. Embora parte da energia de sinal recebida pela antena 31 seja ou possa ser radiada pelo cabo radiante 2 (dependendo da disposição de fendas do cabo radiante), os sinais recebidos no nó de rede 5 podem ser processados em modo satisfatório. Além disso, como observado anteriormente, o cabo radiante 2 pode ser disposto para ser “radiante" em algumas partes ao longo de seu comprimento e disposto para não ser “radiante” em outras partes de seu comprimento por fornecer as fendas mencionadas anteriormente somente em partes adequadas do mesmo. Em uma área tendo um formato semelhante a túnel, o cabo radiante 2 deve ser disposto para fornecer comunicação, isto é, para ser “radiante”, enquanto em áreas tendo um espaço mais aberto, a comunicação pode ser baseada para ser fornecida pelas antenas 31, 32, 33, 34 do sistema de antenas distribuídas e o cabo radiante 2 é em tais áreas não “radiante”, isto é, não é dotado de fendas.

[0033] Com referência em breve à figura 2 novamente, a alimentação de antena bidirecional pode ser fornecida por dispor um circulador de quatro portas 43. Como ilustrado na figura, o circulador de quatro portas 43 está em sua porta mais a esquerda conectado ao cabo radiante 2, em sua porta superior conectado a uma primeira antena 33, em sua porta de antena inferior a uma segunda antena 34 e em sua porta mais a direita ao cabo radiante 2. Em downlink, energia é recebida em sua porta mais a esquerda, e passada para a antena 34, que radia uma quantidade configurada da mesma, passando o resto para a porta mais a direita do circulador 43 e adicionalmente ao longo do cabo radiante 2. Em uplink, quando a primeira antena 33 recebe sinais a partir dos dispositivos de comunicação passa os meemos para a porta mais a esquerda do circulador 4, então adicionalmente ao longo do cabo radiante 2 para ser recebido pelo nó de rede 5 em sua segunda porta de antena 9. Quando a segunda antena 34 recebe sinais a partir dos dispositivos de comunicação passa os mesmos para a porta mais a direita do circulador 43, então adicionalmente ao longo do cabo radiante 2 para ser recebido pelo nó de rede 5 em sua primeira porta de antena 8. Como mencionado anteriormente, parte da energia de sinal é radiada através do cabo radiante 2 e dependendo da configuração dos circuladores, também através de algumas das antenas ao longo do caminho para o nó de rede 5.

[0034] O sistema de antenas 1 é desse modo configurado para fornecer cobertura por meio do cabo radiante 2 em combinação com o sistema de antenas distribuídas (DAS), que compreende uma ou mais antenas 31, 32, 33, 34. O sistema de antenas 1 fornece capacidade e cobertura aperfeiçoadas em ambientes de propagação heterogênea para operação MIMO usando os meios de transmissão/recepção diferentes. Uma quantidade configurada de potência radiada e recebida como função de posição em espaço é fornecida. Usando o cabo radiante 2 onde o ambiente é uniforme e as antenas-DAS onde o ambiente é aberto (embora interno) uma solução aperfeiçoada é obtida em que a quantidade de potência radiada em locais diferentes pode ser controlada por selecionar combinações desejáveis de taxa de atenuação de cabo radiante, ganho de antena e divisores de potência.

[0035] As figuras 4a, 4b, 4c, 4d ilustram cenários de instalação esquematicamente diferentes para um sistema de antenas 1 de acordo com a presente revelação. A figura 4a ilustra um cenário em que o cabo radiante 2 cobre áreas de corredor, como indicado pela linha tracejada. Em áreas abertas, o cabo radiante 2 não é radiante (como indicado pela linha cheia), isto é, nessa área é alimentação de cabo coaxial não de radiação. Nesse tipo de áreas abertas, antenas omnidirecionais (indicadas pelos círculos conectados ao cabo radiante 2) são usadas para cobertura.

[0036] A figura 4b ilustra um cenário similar, porém em que o cabo radiante 2 é usado também para roteamento de sinais através das áreas abertas. Qualquer uma dessas duas modalidades (figura 3a, 4b) pode ser vantajosa, dependendo de custos de instalação e cabo, tamanho e formato da área aberta, etc.

[0037] A figura 4c ilustra que o cabo radiante 2 é novamente usado para cobertura em corredores (linha tracejada), enquanto antenas direcionais de feixe único são usadas nas áreas abertas. A figura 4d ilustra que o cabo radiante 2 é novamente usado para cobertura em corredores (linha tracejada), enquanto antenas direcionais de multifeixes são usadas nas áreas abertas. Nos dois cenários, o cabo radiante 2 é disposto para ser um cabo coaxial convencional nos espaços abertos (isto é, não radiante).

[0038] Com referência novamente à figura 2, a presente revelação fornece, em um aspecto também um sistema 10 compreendendo um sistema de antenas 1 de acordo com qualquer uma das modalidades que foi descrita e o nó de rede 5. Uma extremidade do cabo radiante 2 é conectada a uma primeira porta de antena 8 de um nó de rede 5 e a extremidade oposta do cabo radiante 2 é conectada a uma segunda porta de antena 9 do nó de rede 5, o nó de rede 5 formando parte do sistema 10.

[0039] A presente revelação revela, desse modo, em um aspecto, um sistema de antenas 1 para fornecer cobertura uniforme para comunicação de múltiplas entradas múltiplas saídas, MIMO, em tipo misto de espaços. O sistema de antenas 1 compreende: • um cabo radiante 2 disposto para fornecer cobertura em um primeiro tipo de espaço, e • um sistema de antenas distribuídas 3 compreendendo uma ou mais antenas 31, 32, 33, 34 e dispostas para fornecer cobertura em um segundo tipo de espaço, em que cada de uma ou mais antenas 31, 32, 33, 34 do sistema de antenas distribuídas 3 é conectada ao cabo radiante 2 através de um circulador 41,42, 43 e em que a comunicação MIMO é habilitada por ambas as extremidades do cabo radiante 2 sendo adaptado para conexão a uma porta de antena respectiva 8, 9 de um nó de rede 5 configurado para comunicação MIMO.

[0040] A capacidade de comunicação por área de unidade pode ser feita casar com a demanda de tráfego dependente de posição usando o cabo radiante como meio de comunicação ou o DAS como meio de comunicação ou ambos, em dependência da demanda de tráfego esperada. Dependendo do layout do espaço ou área a ser fornecida com cobertura de comunicação sem fio, e desse modo a demanda de tráfego esperada, o cabo radiante 2 e/ou o sistema de antenas distribuídas 2 do sistema de antenas 1 é instalado na área ou espaço correspondente. O sistema de antenas 1 é desse modo disposto para fornecer cobertura uniforme para comunicação MIMO em tipos misturados de espaços, por exemplo, por adaptar meio de recepção/transmissão para casar com uma demanda de tráfego esperada no tipo de espaço específico.

[0041] Em uma modalidade, cada antena 31, 32, 33, 34 do sistema de antenas distribuídas 3 é adaptada para transmitir uma quantidade configurada de energia recebida a partir do cabo radiante 2 através de um circulador 41, 42, 43 ao qual é conectado e adaptado para receber energia e passar para o cabo radiante 2 uma quantidade configurada da energia através de um circulador 41, 42, 43 ao qual é conectado.

[0042] Em uma modalidade, cada antena 31, 32, 33, 34 do sistema de antenas distribuídas 3 é adaptada para transmitir e receber a quantidade configurada de energia por ter uma razão de impedância para a impedância do cabo radiante 2 fornecendo a quantidade de energia configurada respectiva.

[0043] Em uma variação da modalidade acima, cada antena 31, 32, 33, 34 do sistema de antenas distribuídas 3 é adaptada para transmitir uma primeira quantidade de energia configurada por ter uma razão de impedância para a impedância do cabo radiante em uma primeira frequência, e em que cada antena 31, 32, 33, 34 do sistema de antenas distribuídas 3 é adaptada para receber uma segunda quantidade de energia configurada por ter uma razão de impedância para a impedância do cabo radiante em uma segunda frequência.

[0044] Em uma modalidade, cada antena 31, 32, 33, 34 do sistema de antenas distribuídas 3 é descasada com o cabo radiante 2.

[0045] Em uma modalidade, cada antena 31, 32, 33, 34 do sistema de antenas distribuídas 3 compreende uma impedância descasada da impedância do cabo radiante 2.

[0046] Em uma modalidade, pelo menos uma antena 31, 32, 33, 34 do sistema de antenas distribuídas 3 é uma antena polarizada dual. Cobertura de sobreposição pode ser fornecida por tais antenas, que são capazes de operar em polarização vertical bem como horizontal.

[0047] Em uma modalidade, a quantidade de potência radiada em locais diferentes do sistema de antenas 1 é configurada com base em qualquer combinação de atenuação de cabo radiante, taxa, ganho de antena, número e colocação de fendas no cabo radiante 2, e/ou divisores de potência fornecidos.

[0048] Em uma modalidade, cada das duas extremidades do cabo radiante 2 compreende um conector respectivo 6, 7, pelo que o cabo radiante 2 é adaptado para conexão a uma porta de antena respectiva 8, 9.

[0049] Em uma modalidade, o primeiro tipo de espaço compreende um espaço alongado em que uma dimensão é significativamente maior que as outras duas dimensões em seção transversal, como espaços semelhantes a cilindro (por exemplo, tuneis ou corredores de um edifício), e em que o segundo tipo de espaço compreende um espaço aberto (por exemplo, plataformas de uma estação de trem ou pontos de encontro como salas de conferência de um edifício).

[0050] Em uma modalidade, a razão entre comprimento e largura ou altura do primeiro espaço é significativamente maior que a razão entre comprimento e largura ou altura do segundo espaço. A presente revelação é desse modo aplicável a ambientes tendo uma mistura de tipos diferentes de espaços (áreas). Tais tipos diferentes de espaços podem ser definidos ou descritos em modos diferentes, e as duas modalidades acima são destinadas como exemplos dos mesmos.

[0051] Em uma modalidade, cada circulador 41, 42, 43 é conectado ao cabo radiante 2 e disposto para passar uma quantidade configurada de energia para uma antena conectada ao mesmo.

[0052] É feita agora referência à figura 5, que é um fluxograma sobre etapas de um método de acordo com a presente revelação. Em particular, a presente revelação provê, em um aspecto, um método 20 para fornecer comunicação de múltiplas entradas múltiplas saídas, MIMO, usando um sistema de antenas 1 como descrito anteriormente. Em uma modalidade específica, o sistema de antenas 1 compreende um cabo radiante 2 disposto para fornecer cobertura em um primeiro tipo de espaço, e um sistema de antenas distribuídas 3 compreendendo uma ou mais antenas 31, 32, 33, 34 e dispostas para fornecer cobertura em um segundo tipo de espaço, em que cada de uma ou mais antenas 31, 32, 33, 34 do sistema de antenas distribuídas 3 é conectada ao cabo radiante 2 através de um circulador 41, 42, 43 e em que a comunicação MIMO é habilitada por ambas as extremidades do cabo radiante 2 sendo adaptado para conexão a uma porta de antena respectiva 8, 9 de um nó de rede 5 configurado para comunicação MIMO. Entretanto, observa-se que o método 20 pode ser usado em e para quaisquer das modalidades descritas do sistema de antenas 1.

[0053] O método 20 compreende conectar 21 uma extremidade do cabo radiante 2 a uma primeira porta de antena 8 de um nó de rede 5 configurado para comunicação MIMO e conectar a extremidade oposta do cabo radiante 2 a uma segunda porta de antena 9 do nó de rede 5.

[0054] Em uma modalidade, o método 20 compreende descasar 22 cada antena 31, 32, 33, 34 do sistema de antenas distribuídas 3 do cabo radiante 2 por selecionar uma impedância para cada antena 31, 32, 33, 34 que é descasada da impedância do cabo radiante 2. O descasamento pode ser adaptado em dependência, por exemplo, no ambiente no qual o sistema de antenas 1 deve ser instalado.

[0055] Em uma modalidade, o método 20 compreende selecionar uma quantidade de potência a ser radiada em local diferente do sistema de antenas (1) por selecionar qualquer combinação de atenuação de cabo radiante, taxa, ganho de antena, número e colocação de fendas no cabo radiante 2, e/ou divisores de potência fornecidos.

[0056] Em uma modalidade, o método 20 compreende alimentar o cabo radiante 2 a partir das duas extremidades do mesmo.

[0057] A presente revelação provê, ainda em um aspecto, um sistema 10 compreendendo um sistema de antenas 1 como foi descrito, em que uma extremidade do cabo radiante 2 é conectada a uma primeira porta de antena 8 de um nó de rede 5 e a extremidade oposta do cabo radiante 2 é conectada a uma segunda porta de antena 9 do nó de rede 5, o nó de rede 5 formando parte do sistema 10.

[0058] O sistema 10 compreende, desse modo um sistema de antenas 1 e um nó de rede 5. Em uma modalidade específica, o sistema de antenas 1 compreende um cabo radiante 2 disposto para fornecer cobertura em um primeiro tipo de espaço, e um sistema de antenas distribuídas 3 compreendendo uma ou mais antenas 31, 32, 33, 34 e disposto para fornecer cobertura em um segundo tipo de espaço, em que cada de uma ou mais antenas 31, 32, 33, 34 do sistema de antenas distribuídas 3 é conectada ao cabo radiante 2 através de um circulador 41, 42, 43 e em que a comunicação MIMO é habilitada por ambas as extremidades do cabo radiante 2 sendo adaptado para conexão a uma porta de antena respectiva 8, 9 de um nó de rede 5 configurado para comunicação MIMO. Observa-se, entretanto, que o sistema 10 pode compreender quaisquer das modalidades descritas do sistema de antenas 1.

[0059] Como mencionado anteriormente, o nó de rede 5 do sistema 10 pode, por exemplo, ser um nó aperfeiçoado B, também indicado eNB e eNodeB, que é configurado para comunicar com dispositivos de comunicação.

Claims (11)

1. Sistema de antenas (1) configurado para fornecer cobertura para comunicação de múltiplas entradas múltiplas saídas, MIMO, em tipo misturado de espaços, o sistema de antenas (1) caracterizado pelo fato de compreender: • um cabo radiante (2) disposto para fornecer cobertura em um primeiro tipo de espaço, o cabo radiante (2) compreendendo duas extremidades e em que as extremidades do cabo radiante (2) compreendem um dispositivo de conexão respectivo (7a, 7b); • um nó de rede (5) configurado para comunicação MIMO e compreendendo duas portas de antena (8, 9); • cada um dos dispositivos de conexão (7a, 7b) do cabo radiante (2) é conectado a uma porta de antena respectiva (8, 9) do nó de rede (5); • um ou mais circuladores (41, 42, 43); • um sistema de antenas distribuídas (3) compreendendo uma ou mais antenas (31, 32, 33, 34) e dispostas para fornecer cobertura em um segundo tipo de espaço, em que cada de uma ou mais antenas (31, 32, 33, 34) do sistema de antenas distribuídas (3) é conectado ao cabo radiante (2) através dos um ou mais circuladores (41, 42, 43), e em que cada antena (31, 32, 33, 34) é descasada com o cabo radiante (2) de modo que apenas uma quantidade configurada de energia seja transmitida/recebida por cada antena respectiva (31, 32, 33, 34).

2. Sistema de antenas (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada antena (31, 32, 33, 34) do sistema de antenas distribuídas (3) é adaptada para transmitir a quantidade configurada de energia recebida a partir do cabo radiante (2) através do circulador (41, 42, 43) ao qual é conectado e adaptado para receber energia e passar para o cabo radiante (2) a quantidade configurada da energia através do circulador (41, 42, 43) ao qual é conectado.

3. Sistema de antenas (1), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que cada antena (31, 32, 33, 34) do sistema de antenas distribuídas (3) é adaptada para transmitir e receber a quantidade configurada de energia por ter uma razão de impedância para a impedância do cabo radiante (2) fornecendo a quantidade configurada de energia respectiva.

4. Sistema de antenas (1), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que cada antena (31, 32, 33, 34) do sistema de antenas distribuídas (3) é adaptada para transmitir uma primeira quantidade de energia configurada por ter uma razão de impedância para a impedância do cabo radiante em uma primeira frequência, e em que cada antena (31, 32, 33, 34) do sistema de antenas distribuídas (3) é adaptada para receber uma segunda quantidade de energia configurada por ter uma razão de impedância para a impedância do cabo radiante em uma segunda frequência.

5. Sistema de antenas (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a quantidade de potência radiada em locais diferentes do sistema de antenas (1) é configurada com base em qualquer combinação de atenuação de cabo radiante, taxa, ganho de antena (31, 32, 33, 34), número e colocação de fendas no cabo radiante (2), e/ou divisores de potência fornecidos.

6. Sistema de antenas (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o primeiro tipo de espaço compreende um espaço alongado em que uma dimensão é significativamente maior que as outras duas dimensões em seção transversal, como espaços semelhantes a cilindro, e em que o segundo tipo de espaço compreende um espaço aberto.

7. Sistema de antenas (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a razão entre comprimento e largura ou altura do primeiro espaço é significativamente maior que a razão entre comprimento e largura ou altura do segundo espaço.

8. Sistema de antenas (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que cada circulador (41, 42, 43) é conectado ao cabo radiante (2) e disposto para passar a quantidade configurada de energia para uma antena conectada ao mesmo.

9. Método (20) para fornecer comunicação de múltiplas entradas múltiplas saídas, MIMO, usando um sistema de antenas (1) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, o método (20) caracterizado pelo fato de compreender: • conectar (21) uma extremidade do cabo radiante (2) do sistema de antena a uma primeira porta de antena (8) das duas portas de antena (8, 9) do nó de rede (5) configurado para comunicação MIMO e conectar a extremidade oposta do cabo radiante (2) à segunda porta de antena (9) do nó de rede (5); e descasar (22) cada antena (31, 32, 33, 34) do sistema de antenas distribuídas (3) do cabo radiante (2) por selecionar uma impedância para cada antena (31, 32, 33, 34) que é descasada da impedância do cabo radiante (2), em que cada de uma ou mais antenas (31, 32, 33, 34) do sistema de antenas distribuídas (3) é conectado ao cabo radiante (2) através dos um ou mais circuladores (41, 42, 43), de modo que apenas uma quantidade configurada de energia seja transmitida/recebida por cada antena respectiva (31, 32, 33, 34).

10. Método (20), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de compreender selecionar uma quantidade de potência a ser radiada em local diferente do sistema de antenas (1) por selecionar qualquer combinação de atenuação de cabo radiante, taxa, ganho de antena (31, 32, 33, 34), número e colocação de fendas no cabo radiante (2) e/ou divisores de potência fornecidos.

11. Método (20), de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de compreender alimentar o cabo radiante (2) a partir das duas extremidades do mesmo.

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