CN103563167A - 无线通信系统中的节点，该节点具有不同的功能模式 - Google Patents

无线通信系统中的节点，该节点具有不同的功能模式 Download PDF

Info

Publication number
CN103563167A
CN103563167A CN201180071202.XA CN201180071202A CN103563167A CN 103563167 A CN103563167 A CN 103563167A CN 201180071202 A CN201180071202 A CN 201180071202A CN 103563167 A CN103563167 A CN 103563167A
Authority
CN
China
Prior art keywords
function element
antenna function
port
node
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201180071202.XA
Other languages
English (en)
Inventor
A.尼尔森
S.乔汉森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Original Assignee
Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB filed Critical Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Publication of CN103563167A publication Critical patent/CN103563167A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H04W52/0203—Power saving arrangements in the radio access network or backbone network of wireless communication networks
    • H04W52/0206—Power saving arrangements in the radio access network or backbone network of wireless communication networks in access points, e.g. base stations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/08—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/14—Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

本发明涉及无线通信系统中的节点(1，1’)，节点(1，1’)包括至少一个收发器单元(2；2a)、第一天线功能元件(3，3’)和第二天线功能元件(4，4’)。天线功能元件至少包括对应第一天线功能元件第一端口连接(7，7’)和第二天线功能元件第一端口连接(8，8’)。收发器单元(2，2a)设置成通过至少一个频带(B)进行通信。各端口连接(7，8；7’，8’)至少经由不同量值的电信号延迟(11，12，13，14；15，16)可连接到所述收发器单元(2，2a)。在第一操作模式中，在天线功能元件对于频带(8)中的各频率(f1，f2，f3，f4；f1’，f2’，f3’，f4’)正进行接收和/或传送时获取某个产生主辐射波瓣(17，18，19，20；21，22，23，24)。所述主辐射波瓣(17，18，19，20；21，22，23，24)具有主指示方向(25，26，27，28；29，30，31，32)，该主指示方向相对于固定角方向(33，34)具有方位和高程上的某个角方向(α1，α2，α3，α4；β1，β2，β3，β4)。每一某个频率(f1，f2，f3，f4；f1’，f2’，f3’，f4’)的角方向(α1，α2，α3，α4；β1，β2，β3，β4)与任何其它频率的角方向是不同的。本发明还涉及对应方法。

Description

无线通信系统中的节点,该节点具有不同的功能模式
技术领域
本发明涉及无线通信系统中的节点，该节点包括至少一个收发器单元、第一天线功能元件和第二天线功能元件。第一天线功能元件至少包括第一天线功能元件第一端口连接，以及第二天线功能元件至少包括第二天线功能元件第一端口连接。收发器单元设置成通过至少一个频带进行通信。
本发明还涉及无线通信系统中的节点中的方法，该方法包括下列步骤：在使用至少一个频带进行通信时，至少使用第一天线功能元件和第二天线功能元件来接收和/或传送信号。
背景技术
移动电话和无线宽带的使用在过去十年期间迅速增加，并且预计在未来几年甚至更快地增长。为了满足预计需求，运营商将必须增加通信系统的容量。这样做的一种方式是部署更多基站，并且使用较小的小区，使得能够利用更有效的空间再使用，并且能够增加系统的容量。但是，对于许多小的小区以及基站的密集部署，不同小区之间所谓的同信道干扰将可能增加。大量基站还将引起较高能量消耗，其将花费大量财力并且具有不利的环境影响。 
典型小区的负荷在一天中改变，但是负荷通常比较低。然而，基站即使在不存数据传送时也消耗相当多功率。 
因此，需要例如通过在不需要时关断功率放大器，来降低基站的输出功率。先前，这作为所谓的天线静默进行，其基本上表示一个或数个天线及其对应无线电链在不需要它们时被关断。但是，这表示比较昂贵的设备在某些时间期间未使用。
因此，需要在与尽可能有效地使用基站设备的同时，更有效地处理功率消耗的降低。
发明内容
本发明的一个目的是提供在与尽可能有效地使用基站设备的同时来更有效地处理功率消耗的降低。
这个目的通过无线通信系统中的节点来实现，该节点包括至少一个收发器单元、第一天线功能元件和第二天线功能元件。第一天线功能元件至少包括第一天线功能元件第一端口连接，以及第二天线功能元件至少包括第二天线功能元件第一端口连接。收发器单元设置成通过至少一个频带进行通信。各端口连接至少可连接到所述收发器单元，并且与相对于收发器单元的对应电信号延迟关联。所有电信号延迟具有不同量值，使得在第一操作模式中，对于频带中的各频率，在天线功能元件正进行接收和/或传送时获取某个所产生主辐射波瓣。所述主辐射波瓣具有主指示方向，其中相对于方位和高程上的固定角方向具有方位和高程上的某个角方向。每一个某个频率的角方向不同于任何其它频率的角方向。
按照示例，所述端口连接经由功率组合和/或功率分流部件以及定位在功率组合和/或功率分流部件的公共端口与所述收发器单元之间的第一开关部件可连接到所述收发器单元。功率组合和/或功率分流部件包括各天线功能元件端口连接的单独端口。
按照另一个示例，功率组合和/或功率分流部件经由第二开关部件可连接到第一天线功能元件第一端口连接。在这种情况下，第一开关部件和第二开关部件可设置成在第二开关模式将所述收发器单元切换成直接连接到第一天线功能元件第一端口连接，以及在第一开关模式将所述收发器单元切换成经由功率组合和/或功率分流部件来连接到第一天线功能元件第一端口连接。 
此外，功率组合和/或功率分流部件可经由第三开关部件连接到第二天线功能元件第一端口连接。第三开关部件设置成在第一开关模式将所述收发器单元切换成连接到第二天线功能元件第一端口连接，以及在第二开关模式将另外的收发器单元切换成连接到第二天线功能元件第一端口连接。
按照另一个示例，第一开关模式和第二开关模式对第一开关部件、第二开关部件和第三开关部件是公共的，第一开关模式对应于第一操作模式。
按照另一个示例，各天线功能元件包括正交极化天线单元，其中各天线功能元件包括各极化的端口连接。
这个目的还通过无线通信系统中的节点中的方法来实现，该方法包括下列步骤：在使用至少一个频带进行通信时，至少使用第一天线功能元件和第二天线功能元件来接收和/或传送信号。该方法还包括下列步骤：组合并且延迟送往和/或来自天线功能元件的信号，使得对于频带中的各频率，在天线功能元件正进行接收和/或传送时获取某个所产生主辐射波瓣。所述主辐射波瓣的主指示方向相对于方位和高程上的固定角方向具有方位和高程上的某个角方向。各频率的角方向不同于任何其它频率的角方向。
按照示例，该方法还包括下列步骤：在第一天线功能元件第一端口连接与功率组合和/或功率分流部件之间切换至少一个收发器单元。
此外，该方法还可包括下列步骤：借助于第二电信号延迟在第二收发器单元与功率组合和/或功率分流部件的单独端口之间切换第二天线功能元件第一端口连接。
其它示例通过从属权利要求是显而易见的。
多个优点通过本发明来提供。 
当今，基站、用户终端、转发器和中继器的天线对于整个频带沿相同方向传送能量。但是，通常在每一个方向仅使用频带的一部分，这表示使用不必要的许多发射功率，并且小区间干扰不必要地变高。
通过本发明，诸如基站、中继器、转发器和用户终端之类的节点可节省能量，这将降低成本并且有利于环境。此外，小区间干扰将降低，这将增加通信系统的容量。
附图说明
现在将参照附图更详细地描述本发明，其中：
图1a示意示出按照本发明的第一示例的、在第二操作模式的节点；
图1b示意示出按照本发明的第一示例的、在第二操作模式的节点的顶视图；
图2a示意示出按照本发明的第一示例的、在第二操作模式的节点；
图2b示意示出按照本发明的第一示例的、在第二操作模式的节点的顶视图；
图3a示意示出按照本发明的第二示例的、在第二操作模式的节点；
图3b示意示出按照本发明的第二示例的、在第二操作模式的节点的顶视图；
图4a示意示出按照本发明的第二示例的、在第二操作模式的节点；
图4b示意示出按照本发明的第二示例的、在第二操作模式的节点的顶视图；
图5示意示出按照本发明的第三示例的节点；
图6示意示出按照本发明的第四示例的节点；
图7示意示出按照本发明的第五示例的节点；
图8示出按照本发明的方法的流程图；以及
图9示意示出适合于在按照本发明的节点中使用的双极化天线功能元件。
具体实施方式
参照图1a和图2a，存在按照第一示例的无线通信系统中的节点1。节点1包括收发器单元2、第一天线功能元件3、第二天线功能元件4、第三天线功能元件5和第四天线功能元件6。第一天线功能元件3包括第一天线功能元件第一端口连接7，第二天线功能元件4包括第二天线功能元件第一端口连接8，第三天线功能元件5包括第三天线功能元件第一端口连接9，以及第四天线功能元件6包括第四天线功能元件第一端口连接10。收发器单元2设置成通过至少一个频带B进行通信，并且包括无线电单元53和放大器单元54。 
对于这个示例以及以下所有其它示例，描述将针对经由天线功能元件3、4的信号的发射，但是本发明当然同样可适用于信号的接收。
如图1a所示，图1a示出第二操作模式，收发器单元2经由第一开关部件36和第二开关部件42连接第一天线功能元件3。其它天线功能元件4、5、6没有连接到收发器单元2。又参照图1b，图1b示出天线功能元件布置的示意顶视图，示出第一天线功能元件3如何经由单个天线辐射波瓣55进行传送。
如图2a所示，图2a示出第一操作模式，第一开关部件36改为将收发器单元2连接到功率分流器35的公共端口37，功率分流器35具有单独输出端口38、39、40、41。
按照本发明，各单独输出端口38、39、40、41经由对应相位延迟线11、12、13、14来连接到对应天线功能元件端口连接7、8、9、10。 
更具体来说，第一输出端口38经由第一相位延迟线11连接到第一天线功能元件第一端口连接7，第二输出端口39经由第二相位延迟线12连接到第二天线功能元件第一端口连接8，第三输出端口40经由第三相位延迟线13连接到第三天线功能元件第一端口连接9，以及第四输出端口41经由第四相位延迟线14连接到第四天线功能元件第一端口连接10。
各相位延迟线11、12、13、14由某个长度的电导体来构成，使得各输出端口38、39、40、41与对应天线功能元件端口连接7、8、9、10之间存在不同的相位延迟。这意味着，从收发器单元2传送的信号分流成使得以对于各天线功能元件3、4、5、6的某个延迟将其馈送给所有天线功能元件3、4、5、6，以使得获取主辐射波瓣。通过相位延迟线11、12、13、14，所产生主辐射波瓣将具有某个频率的某个指示方向。
频带B包括第一频率f1、第二频率f2、第三频率f3和第四频率f4。
这在图2b中示出，图2b示出天线功能元件3、4、5、6的示意顶视图，其中，对于第一频率f1，存在第一主辐射波瓣17；对于第二频率f2，存在第二主辐射波瓣18；对于第三频率f3，存在第三主辐射波瓣19；以及对于第四频率f4，存在第四主辐射波瓣20。每个主辐射波瓣具有对应的主指示方向25、26、27、28，其中各主指示方向25、26、27、28相对于固定角方向33具有方位上的某个角方向α1、α2、α3、α4。固定角方向33在这里定向成与平面P垂直，平面P沿其中分布天线功能元件3、4、5、6的孔径的平面延伸，固定角方向33又称作视轴。
关于高程角，主指示方向25、26、27、28被假定为沿除穿过固定角方向33延伸的平面以相同高程角进行指向。
对于本描述中的所有示例，天线功能元件3、4、5、6具有纵向延长L，其限定天线功能元件的高度，并且为了清楚起见仅在图1中示出，但是纵向延长L可适用于本发明的所有示例。高程角定义为沿所述纵向延长的方向，以及方位角定义为与纵向延长垂直的方向，其围绕天线功能元件3、4、5、6延伸，如图2b所示。
所述的高程平面可垂直于纵向延长L延伸。
在这个示例中，如图2b所示，第一频率f1提供具有第一方位角α1的第一主指示方向25，第二频率f2提供具有第二方位角α2的第二主指示方向26，第三频率f3提供具有第三方位角α3的第三主指示方向27，以及第四频率f4提供具有第四方位角α4的第四主指示方向28。
方位α1、α2、α3、α4在示例中使得第一主指示方向25至第四主指示方向28接连地从最左方向改变到最右方向，其中方向如图2b所示。这是相位延迟线11、12、13、14从第一相位延迟线11至第四相位延迟线14越来越长的结果。
在第一操作模式，增益与第二操作模式相比将会增加，这表示较小功率需要在第一操作模式中传送。第一操作模式可在低业务情况期间、例如在夜间使用，以便节省能量。在白天，当业务通常较高时，可改为使用第二操作模式。
关于控制信道信息，节点1可重新配置到若干载波，使得控制信道将分布于整个频带。
在这个示例中，参照图1a和图2a，第一开关部件36和第二开关部件42设置成在第二开关模式将所述收发器单元2切换成直接连接到第一天线功能元件第一端口连接7，以及在第一开关模式将所述收发器单元2切换成经由功率分流器35连接到所有天线功能元件端口连接7、8、9、10。第一开关模式对应于第一操作模式，以及第二开关模式对应于第二操作模式。
在第二示例中，参照图3a和图4a，存在节点1’，其包括第一收发器单元2a、第二收发器单元2b、第一天线功能元件3’和第二天线功能元件4’。第一天线功能元件3’包括第一天线功能元件第一端口连接7’，以及第二天线功能元件4’包括第二天线功能元件第一端口连接8’。收发器单元2a、2b设置成通过至少一个频带B’进行通信，并且各包括对应无线电单元53a、53b和放大器单元54a、54b。 
如图3a所示，图3a示出第二操作模式，第一收发器单元2a经由第一开关部件36’和第二开关部件42’连接第一天线功能元件3’。此外，第二收发器单元2b经由第三开关部件43连接第二天线功能元件4’。又参照图3b，图3b示出天线功能元件布置的示意顶视图，其示出第一天线功能元件3’和第二天线功能元件4’如何经由所产生天线辐射波瓣56进行传送。
如图4a所示，图4a示出第一操作模式，第一开关部件36’改为将第一收发器单元2a连接到功率分流器35’的公共端口37’，功率分流器35’具有单独输出端口38’、39’。
按照本发明，各单独输出端口38’、39’经由对应相位延迟线15、16连接到对应天线功能元件端口连接7’、8’。 
更详细来说，第一输出端口38’经由第一相位延迟线15连接到第一天线功能元件第一端口连接7’，以及第二输出端口39’经由第二相位延迟线16连接到第二天线功能元件第一端口连接8’。
如同第一示例中一样，频带B’包括第一频率f1’、第二频率f2’、第三频率f3’和第四频率f4’。
此外，在第一操作模式，从第一收发器单元2a传送的信号分流成使得以对于各天线功能元件3’、4’的某个延迟将其馈送给所有天线功能元件3’、4’，以使得获取主辐射波瓣。通过相位延迟线15、16，所产生主辐射波瓣将具有如同前一示例中一样的某个频率的某个指示方向。
这在图4b中示出，图4b示出天线功能元件3、4、5、6的示意顶视图，其中，对于第一频率f1’，存在第一主辐射波瓣21；对于第二频率f2’，存在第二主辐射波瓣22；对于第三频率f3’，存在第三主辐射波瓣23；以及对于第四频率f4’，存在第四主辐射波瓣24。每个主辐射波瓣具有对应的主指示方向29、30、31、32，其中各主指示方向29、30、31、32相对于固定角方向34具有方位上的某个角方向β1、β2、β3、β4。如前所述，固定角方向34定向成垂直于平面P。
第二示例示出具有两个收发器2a、2b的节点1’，这表示节点1’能够用于在第二操作模式的预编码和多层发射。当系统中存在低业务负荷时，在第一操作模式将关断第二收发器2b以节省能量。为了能够使用第二天线功能元件4’，天线功能元件3’、4’均连接到同一收发器2a。在第二操作模式，对每个收发器2a、2b存在一个基带，但是在第一操作模式，只有一个基带留下。
在以下第三示例中，将描述本发明如何能够应用于FDD(频分双工)系统。参照图5，使用由第一天线功能元件45、第二天线功能元件4和第三天线功能元件47所组成的天线阵列。 
第一组三条连接线57将发射器单元58分别连接到第一双工器48、第二双工器49和第三双工器50。这三条连接线57各包括对应相位延迟59、60、61。按照对应方式，第二组三条连接线62将接收器单元63分别连接到第一双工器48、第二双工器49和第三双工器50。这三条连接线62各包括对应相位延迟64、65、66。
各双工滤波器48、49、50包含在对应天线功能元件45、46、47中，使得各天线功能元件45、46、47设置用于发射以及接收两者。
一般来说，对于FDD系统，需要一些计算，以便对于下行链路实现与对于上行链路大致相同的覆盖。下行链路频带开始于fstart并且结束于fstop，其中fcenter是中间频率。此外，y表示两个相邻天线功能元件的连接线的长度差。为了使覆盖是围绕宽边（broad side）对称的，y应当是λ0（λ0是fcenter的波长）的倍数，参见下式(1)：
                                                   
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中，x为整数。
对于频率fstart，在两个相邻天线的激励的相位差α1使用下式(2)来计算：
Figure 276470DEST_PATH_IMAGE002
其中，λ1是fstart的波长，以及N是任意整数。fstart的辐射波瓣的主指示方向的角度θ1使用下式(3)来计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
其中，d是天线单元之间的距离。 
通过将等式(2)代入等式(3)，得下式(4)：
Figure 193611DEST_PATH_IMAGE004
通过测试x的不同整数，可确定角度θ1。fstop的辐射波瓣的主指示方向的角度θ2将与θ1大致相同，但是沿相反方向进行指向。上行链路则按照相同方式来计算。 
为了示出可如何使用上述方面，一些示范附图将用于第三示例。 
在本示例中，下行链路使用频带1700-1800 MHz，以及上行链路使用频带1900-2000 MHz。天线间隔d为0.5 λ  1850 MHz。首先，对于下行链路来测试x的不同值。对于x=5，θ1和θ2按照等式(4)成为18°。
由于期望对于上行链路实现大致相同的覆盖，所以再次测试x的不同值。x=7给出θ1和θ2 =20°。上行链路的所产生辐射方向图能够在图13中看到。因此，显而易见，下行链路和上行链路的覆盖几乎相同。 
对于TDD(时分双工)系统，如果设置d= λ0/2，则能够使计算略微更简单。等式(4)则能够改写为下式(5)：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
本发明还能够用于聚合频谱，例如诸如1800-1840 MHz和2200-2240 MHz之类的两个频带。 
不需要为每个频带制作一个单独产品。在第四示例中，第一运营商使用频带700-750 MHz，以及第二运营商使用频带750-800 MHz。通过固定相位延迟，这两个不同的频带将沿不同方向进行指向。但是，如图6所示，两个天线功能元件67连接到功率分流器68，其中相位延迟线69放置在天线功能元件67与功率分流器68之间。天线功能元件67对于不同频率沿不同方向放射天线辐射波瓣70。
但是，在这个示例中，对两个天线68其中之一添加了移相器71。借助于这个移相器71，两个频带的天线辐射波瓣70能够沿任意方向进来进行指向。 
图7说明本发明的第五示例。按照与先前若干示例中相同的方式，天线功能元件连接到相位延迟线，如采用参考标号72所示。收发器73包括放大器74。在这个示例中，混合器（hybrid）75放置在放大器74与天线功能元件/相位延迟线72之间。通过这种架构，不需要切换。但是，必须进行一些基带处理76，以便补偿混合器75。 
对于本发明，在其最一般形式中，节点至少包括第一天线功能元件3、3’和第二天线功能元件4、4’，该第一天线功能元件3、3’和第二天线功能元件4、4’包括对应天线功能元件端口连接7、8和7’、8’。节点还包括至少一个收发器单元2、2a，该收发器单元设置成通过至少一个频带B进行通信。各端口连接7、8和7’、8’至少可连接到收发器单元2、2a，并且与相对于收发器单元2、2a的对应相位延迟11、12、13、14和15、16关联。所有相位延迟11、12、13、14和15、16具有不同量值。这样，在第一操作模式，对于频带(B)中的各频率f1、f2、f3、f4和f1’、f2’、f3’、f4’，当天线功能元件正进行接收和/或传送时获取某个所产生主辐射波瓣17、18、19、20和21、22、23、24，所述主辐射波瓣17、18、19、20和21、22、23、24的主指示方向25、26、27、28和29、30、31、32具有方位上的某个角方向α1、α2、α3、α4和β1、β2、β3、β4。
当然，本发明也能够适用于具有在高程上对于不同频率沿不同方向来定向的天线辐射波瓣；所述的所有示例均可适用于高程以及适用于方位。通常，方位角和高程角其中之一实际上对于所有频率是相同的，但是天线功能元件可设计成具有在方位和高程两者上对于不同频率沿不同方向来定向的天线辐射波瓣。
参照图8，本发明还涉及无线通信系统的节点中的方法，该方法包括下列步骤：
51：在使用至少一个频带B进行通信时至少使用第一天线功能元件3、3’和第二天线功能元件4、4’来接收和/或传送信号；以及
52: 组合并且延迟送往和/或来自天线功能元件3、4和3’、4’的信号，使得对于频带B中的各频率f1、f2、f3、f4和f1’、f2’、f3’、f4’，在天线功能元件3、4和3’、4’正进行接收和/或传送时获取某个所产生主辐射波瓣17、18、19、20和21、22、23、24。所述主辐射波瓣17、18、19、20和21、22、23、24的主指示方向25、26、27、28和29、30、31、32相对于方位和高程上的固定角方向33、34具有方位和高程上的某个角方向α1、α2、α3、α4和β1、β2、β3、β4。各频率f1、f2、f3、f4和f1’、f2’、f3’、f4’的角方向α1、α2、α3、α4和β1、β2、β3、β4与任何其它频率的角方向是不同的。
虽然对于仅具有天线端口，第一端口的天线功能元件描述了本发明，但是本发明当然可适用于其它类型的天线，例如具有两个端口的双极化天线。参照图9，天线功能元件3a包括正交极化天线单元44，其中各天线功能元件3a包括各极化的端口连接7、7a，在这种情况中的第一天线功能元件第一端口连接7和第一天线功能元件第二端口连接7a。这种配置能够可适用于先前示例中的所有天线功能元件。
本发明并不局限于上述示例，而是可落入所附权利要求书的范围之内。例如，各天线功能元件能够具有带对应天线端口的任何适当极化，并且本身可包括任何适当数量的天线。天线功能元件中包含的各天线可包括任何适当数量的天线单元，天线单元是任何预期类型，例如贴片、隙缝、偶极以及它们的任何组合。
第一相位延迟线11在图1a和图2a中示为直导体，而后续延迟线12、13、14示为增加长度的曲折导体。但是，这应当仅象征性地来理解，这是因为存在许多方式来实现所有示例的相位延迟线，例如通过移相器。 
术语“相位延迟线”可通过时间延迟或者频率相关相位延迟来构成，并且一般被看作是电信号延迟。
在示例中，公开了具有对应主辐射波瓣的四个频率，但是所使用的频带B中的频率的数量可以改变，并且通常由各载波频率所需的带宽、即由系统中的频率分辨率来限制。 
本发明的重要特征是提供用于随天线阵列的频率来改变各天线单元上的相位设定的模拟架构。各天线单元上的相位设定如何随频率而改变能够是固定的或者自适应的。 
可应用本发明的一个典型应用是在将天线静默用于低业务情况时。 
对于无线通信系统中的节点描述了本发明，其中这种节点例如可由基站、中继器、转发器和用户终端来构成。 
如前面所述，本发明可适用于发射、接收两者，并且因而功率分流器35、35’一般构成功率组合和/或功率分流部件35、35’，其中输入和/或输出端口一般构成单独端口。
一般术语“开关部件”用于所述的开关36、42、36’、42’、43。开关部件可由任何种类的适当开关来构成，例如PIN二极管开关或者机械开关。

Claims (15)

1.一种在无线通信系统中的节点(1，1’)，所述节点(1，1’)包括至少一个收发器单元(2；2a)、第一天线功能元件(3，3’)和第二天线功能元件(4，4’)，所述第一天线功能元件(3，3’)至少包括第一天线功能元件第一端口连接(7，7’)，并且所述第二天线功能元件(4，4’)至少包括第二天线功能元件第一端口连接(8，8’)，所述收发器单元(2，2a)设置成通过至少一个频带(B)进行通信，其特征在于，各端口连接(7，8；7’，8’)至少可连接到所述收发器单元(2，2a)，并且与相对于收发器单元(2，2a)的对应电信号延迟(11，12，13，14；15，16)关联，所有电信号延迟(11，12，13，14；15，16)具有不同量值，使得在第一操作模式，对于频带(B)中的各频率(f1，f2，f3，f4；f1’，f2’，f3’，f4’)，在所述天线功能元件正进行接收和/或传送时获取某个所产生主辐射波瓣(17，18，19，20；21，22，23，24)，所述主辐射波瓣(17，18，19，20；21，22，23，24)的主指示方向(25，26，27，28；29，30，31，32)相对于方位和高程上的固定角方向(33，34)具有方位和高程上的某个角方向(α1，α2，α3，α4；β1，β2，β3，β4)，每一一定频率(f1，f2，f3，f4；f1’，f2’，f3’，f4’)的角方向(α1，α2，α3，α4；β1，β2，β3，β4)与任何其它频率的角方向是不同的。
2.如权利要求1所述的节点，其特征在于，所述端口连接(7，8，9，10；7’，8’)经由功率组合和/或功率分流部件(35，35’)以及定位在所述功率组合和/或功率分流部件(35，35’)的公共端口(37，37’)与所述收发器单元(2，2a)之间的第一开关部件(36，36’)可连接到所述收发器单元(2，2a)，所述功率组合和/或功率分流部件(35，35’)包括各天线功能元件端口连接(7，8，9，10；7’，8’)的单独端口(38，39，40，41；38’，39’)。
3.如权利要求2所述的节点，其特征在于，所述功率组合和/或功率分流部件(35，35’)经由第二开关部件(42，42’)可连接到所述第一天线功能元件第一端口连接(7，7’)。
4.如权利要求3所述的节点，其特征在于，所述第一开关部件(36，36’)和所述第二开关部件(42，42’)设置成在第二开关模式将所述收发器单元(2，2a)切换成直接连接到所述第一天线功能元件第一端口连接(7，7’)，以及在第一开关模式将所述收发器单元(2，2a)切换成经由所述功率组合和/或功率分流部件(35，35’)来连接到所述第一天线功能元件第一端口连接(7，7’)。
5.如权利要求4所述的节点，其特征在于，所述功率组合和/或功率分流部件(35，35’)经由第三开关部件(43)可连接到所述第二天线功能元件第一端口连接(8，8’)，其中所述第三开关部件(43)设置成在第一开关模式将所述收发器单元(2a)切换成连接到所述第二天线功能元件第一端口连接(8，8’)，以及在第二开关模式将另外的收发器单元(2b)切换成连接到所述第二天线功能元件第一端口连接(8，8’)。
6.如权利要求5所述的节点，其特征在于，所述第一开关模式和所述第二开关模式对所述第一开关部件(36，36’)、第二开关部件(42，42’)和第三开关部件(43)是公共的，所述第一开关模式对应于所述第一操作模式。
7.如以上权利要求中的任一项所述的节点，其特征在于，各天线功能元件(3a)包括正交极化天线单元(44)，其中各天线功能元件(3a)包括各极化的端口连接(7，7a)。
8.如以上权利要求中的任一项所述的节点，其特征在于，各天线功能元件(45，46，47)包括对应双工滤波器(48，49，50)，使得各天线功能元件(45，46，47)设置用于发射和接收两者。
9.如以上权利要求中的任一项所述的节点，其特征在于，所述功率组合和/或功率分流部件由混合器(75)来构成。
10.如以上权利要求中的任一项所述的节点，其特征在于，每个电信号延迟(11，12，13，14；15，16)由延迟线来构成，其中各延迟线是与所述频带中的适当频率对应的波长的整数倍，所述整数对于第一天线功能元件(3，3’)以零开始，并且对每个另外的天线功能元件增加。
11.一种在无线通信系统中的节点中的方法，所述方法包括下列步骤：
   (51)在使用至少一个频带(B)进行通信时至少使用第一天线功能元件(3，3’)和第二天线功能元件(4，4’)来接收和/或传送信号； 
其特征在于，所述方法包括下列步骤：
    (52) 组合并且延迟送往和/或来自所述天线功能元件(3，4；3’，4’)的信号，使得对于频带(B)中的各频率(f1，f2，f3，f4；f1’，f2’，f3’，f4’)，在所述天线功能元件(3，4；3’，4’)正进行接收和/或传送时获取某个所产生主辐射波瓣(17，18，19，20；21，22，23，24)，所述主辐射波瓣(17，18，19，20；21，22，23，24)的主指示方向(25，26，27，28；29，30，31，32)相对于方位和高程上的固定角方向(33，34)具有方位和高程上的某个角方向(α1，α2，α3，α4；β1，β2，β3，β4)，各频率(f1，f2，f3，f4；f1’，f2’，f3’，f4’)的角方向(α1，α2，α3，α4；β1，β2，β3，β4)与任何其它频率的角方向是不同的。
12.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
    在第一天线功能元件第一端口连接(7)与功率组合和/或功率分流部件(35，35’)之间切换至少一个收发器单元(2，2a)。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
    借助于第二电信号延迟(16)在第二收发器单元(2b)与所述功率组合和/或功率分流部件(35’)的单独端口(39’)之间切换第二天线功能元件第一端口连接(8’)。
14.如权利要求11-13中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
    使用各天线功能元件(45，46，47)中的对应双工滤波器(48，49，50)，使得各天线功能元件(45，46，47)可用于发射以及接收两者。
15.如权利要求11-14中的任一项所述的节点，其特征在于，混合器(75)用作功率组合和/或功率分流部件。
CN201180071202.XA 2011-05-27 2011-05-27 无线通信系统中的节点，该节点具有不同的功能模式 Pending CN103563167A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2011/058738 WO2012163386A1 (en) 2011-05-27 2011-05-27 A node in a wireless communication system, the node having different functional modes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103563167A true CN103563167A (zh) 2014-02-05

Family

ID=44119304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180071202.XA Pending CN103563167A (zh) 2011-05-27 2011-05-27 无线通信系统中的节点，该节点具有不同的功能模式

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9137749B2 (zh)
EP (1) EP2715864B1 (zh)
CN (1) CN103563167A (zh)
WO (1) WO2012163386A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106463817A (zh) * 2014-04-28 2017-02-22 瑞典爱立信有限公司 具有可变天线模式的天线布置
CN108306098A (zh) * 2017-01-12 2018-07-20 启碁科技股份有限公司 通信装置和无人机

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2814303A1 (en) 2013-04-26 2014-10-26 Cellphone-Mate, Inc. Apparatus and methods for radio frequency signal boosters

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5818385A (en) * 1994-06-10 1998-10-06 Bartholomew; Darin E. Antenna system and method
CN1579035A (zh) * 1999-07-21 2005-02-09 塞勒特拉有限公司 用于蜂窝通信系统的有源天线阵的配置和控制
CN1735998A (zh) * 2002-08-30 2006-02-15 美商智慧财产权授权股份有限公司 频率选择性波束成形
EP2149992A1 (en) * 2008-07-29 2010-02-03 Alvarion Ltd. Delay diversity in antenna arrays

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7538740B2 (en) * 2006-03-06 2009-05-26 Alcatel-Lucent Usa Inc. Multiple-element antenna array for communication network

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5818385A (en) * 1994-06-10 1998-10-06 Bartholomew; Darin E. Antenna system and method
CN1579035A (zh) * 1999-07-21 2005-02-09 塞勒特拉有限公司 用于蜂窝通信系统的有源天线阵的配置和控制
CN1735998A (zh) * 2002-08-30 2006-02-15 美商智慧财产权授权股份有限公司 频率选择性波束成形
EP2149992A1 (en) * 2008-07-29 2010-02-03 Alvarion Ltd. Delay diversity in antenna arrays

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106463817A (zh) * 2014-04-28 2017-02-22 瑞典爱立信有限公司 具有可变天线模式的天线布置
CN106463817B (zh) * 2014-04-28 2019-05-07 瑞典爱立信有限公司 具有可变天线模式的天线布置
CN108306098A (zh) * 2017-01-12 2018-07-20 启碁科技股份有限公司 通信装置和无人机
CN108306098B (zh) * 2017-01-12 2020-12-22 启碁科技股份有限公司 通信装置和无人机

Also Published As

Publication number Publication date
EP2715864B1 (en) 2017-04-12
WO2012163386A1 (en) 2012-12-06
US9137749B2 (en) 2015-09-15
US20140105074A1 (en) 2014-04-17
EP2715864A1 (en) 2014-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10892555B2 (en) Frequency and polarization reconfigurable antenna systems
EP3531502B1 (en) Communication terminal
US8723735B2 (en) Multi-input multi-output antenna with multi-band characteristic
CN101051860B (zh) 一种馈电网络装置、天馈子系统和基站系统
CN103531919B (zh) 四极化天线和四极化多天线阵
CN103168389B (zh) 具有有源和无源馈电网络的天线
CN103682628B (zh) 天线装置和用于形成天线的方法
CN105122862A (zh) 多阵列天线
US20110150118A1 (en) Antenna arrangement for interference reduction and mimo communication
CN112956081B (zh) 共享接地的mmWave和sub-6GHz天线系统
EP3574552B1 (en) Method and apparatus for multi-feed multi-band mimo antenna system
US9774098B2 (en) Wireless communication node with 4TX/4RX triple band antenna arrangement
US20190229416A1 (en) Antenna system for optimizing isolation and mobile terminal
EP1995821A1 (en) Feed network device, antenna feeder subsystem, and base station system
EP3698477B1 (en) Full-duplex transceiver apparatus
EP3163933B1 (en) Beam forming network and base station antenna
CN103563167A (zh) 无线通信系统中的节点，该节点具有不同的功能模式
EP2966785B1 (en) Antenna sharing device for wireless access node systems in wireless communication network
CN113745853B (zh) 一种天线阵列及无线通信设备
US11133916B2 (en) Wireless communication system
EP2924801B1 (en) Feed network and antenna
CN103915685A (zh) 一种基于印刷电路板的小尺寸宽带宽的四单元mimo天线
CN113872631B (zh) 收发装置和基站
US20230299491A1 (en) Antenna module and manufacturing method thereof
KR20140077400A (ko) 복수의 다중 편파 안테나를 구비한 다중 입출력 장치

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20140205