CN104641672A - 无线电小区 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种在无线电信网络内提供无线电涵盖区域的方法及一种可操作以提供所述无线电涵盖区域的无线电信基站。所述基站包括：可操作以提供基于第一射频的第一无线电涵盖区域及基于第二射频的第二无线电涵盖区域的发射设备。所述第一无线电涵盖区域包括多个成角度间隔开的初级第一无线电波束及至少一个次级第一无线电波束。所述基站经布置以按不同于与所述多个初级第一无线电波束相关联的倾角的垂直倾角来发射所述次级第一无线电波束。所述第二无线电涵盖区域包括至少一初级第二无线电波束；所述初级第二无线电波束经布置以在邻近的成角度间隔开的初级第一无线电波束之间从所述基站辐射。各方面认识到：通过提供基于载波的两个小区，一小区相对于另一小区垂直地偏移，及使基于第二载波的小区水平地偏移，可能有可能改善总体网络性能。

Description

无线电小区

技术领域

本发明涉及一种可操作以在无线电信网络内提供无线电涵盖区域的无线电信基站，及一种在无线电信网络中提供无线电涵盖区域的方法。

背景技术

无线电信系统已为人所知。在此类系统中，移动通信装置(例如，移动电话)可操作以与由网络提供者提供的基站通信。

在已知无线电信系统中，根据被称作小区的区将无线电涵盖范围提供到网络可连接装置。基站位于每一小区中以提供无线电涵盖范围。通常，每一小区中的用户装置可操作以从基站接收信息及数据及将信息及数据发射到基站。

用户装备在无线通信系统中漫游。通常提供支持无线电涵盖区的基站。提供数个此类基站且在地理上分布数个此类基站以便将宽广涵盖区提供到用户装备。

当用户装备位于由基站服务的区内时，可经由相关联的无线电链路在所述用户装备与所述基站之间建立通信。每一基站通常支持地理服务区内的数个扇区。通常，基站内的不同天线支持每一相关联的扇区。每一基站具有多个天线。

蜂窝式网络中的一个问题为小区内的信号干扰噪声比的不均匀分布。信号干扰噪声比的此类不均匀分布可导致小区的中心处的非常高的数据速率及小区边缘处及由基站支持的扇区之间的非常差的数据速率。LTE(也被称作4G)网络架构可通过采用干扰协调技术而在一定程度上解决信号干扰噪声比的不均匀分布。根据此类技术，可将可用副载波的部分保留用于边缘用户，且因此那些边缘用户增大了信号干扰噪声比。此类布置的缺点在于：减少了频率重新使用且因此牺牲了网络内的总容量。

希望改善无线通信网络内的小区的配置。

发明内容

第一方面提供一种可操作以在无线电信网络内提供无线电涵盖区域的无线电信基站，所述基站包括：发射设备，其可操作以提供基于第一射频的第一无线电涵盖区域及基于第二射频的第二无线电涵盖区域，所述第一无线电涵盖区域包括多个成角度间隔开的初级第一无线电波束及至少一个次级第一无线电波束；所述基站经布置以按不同于与所述多个初级第一无线电波束相关联的倾角的垂直倾角来发射所述次级第一无线电波束；所述第二无线电涵盖区域包括至少一初级第二无线电波束；所述初级第二无线电波束经布置以在邻近的成角度间隔开的初级第一无线电波束之间从所述基站辐射。

所述第一方面认识到：蜂窝式网络中的一个问题为跨越小区的信号干扰噪声比的不均匀分布。基站以导致小区中心处可实现的非常高的数据速率及小区边缘处及小区的扇区之间的非常差的数据速率的方式支持小区。

本文所描述的方面认识到：如果多个载波或射频频带的非重叠部分可用于基站处(在大多数区中及对大多数运营商来说，常常为此情况)，那么可实施可显著改善小区边缘数据速率及总体数据速率的替代小区配置。

对于多扇区宏小区，方面提供第二载波，所述第二载波的扇区经移位使得其指向第一载波中的不佳性能区，例如，所述扇区经径向移位使得其在第一载波的扇区“之间”辐射。在三扇区宏小区的情况下，例如，可能：使支持基于第二载波的无线电涵盖扇区的主波束或波束型样相对于支持基于第一载波的涵盖扇区的波束型样移位达60°。扇区中的此类移位可能需要修改天线，但成本增加小于所得利益。由于使第二载波的波束型样相对于第一载波移位，因此特定基站的扇区之间及小区边缘处的具不佳信号干扰噪声比的区域经布置使得其不再处于相同位置(与典型的处于相同位置的载波部署相比来说)。换句话说，每一载波中的不佳涵盖区域不再重叠。

将了解，无线电波束型样支持涵盖“扇区”。所述波束型样通常将包括沿“主”方向(通过波束型样轴线指示)从基站辐射的主定向波束。基站所支持的扇区的数目可根据由网络提供者选择的实施方案而变化。通常，将希望基站提供完全围绕所述基站扩展的360度无线电涵盖范围。将了解，基站所支持的无线电波束通常经布置以按大体上水平方式从所述基站辐射。可在地理区域中引导所述波束朝向用户且，因此，可使“大体上水平”波束朝向地面而非朝向天空倾斜。

此外，所述第一方面认识到：通过提供基于载波的初级波束及次级波束(其中的一者经受比另一者大的下倾角)，可将改善的无线电涵盖范围提供到在由基站服务的地理区域内操作的用户装备。如下文更详细描述，可将更下倾波束的成角度发射位置优化以提供由基站提供的涵盖范围的总体改善，使得跨越由一或多个基站服务的地理区域的干扰效应最小化。

尽管已相对于宏基站描述数方面，但将了解，小型小区基站(例如，毫微微、微微或家用小区基站)也可操作以按此类方式支持无线电涵盖区域。

由第一及第二初级及次级波束提供的涵盖区域大体上跨越地理区域重合，且通常重叠。当由操作以在无线通信网络内提供较大无线电涵盖区域的数个基站来实施第一方面时，所述第一方面可尤其有用。明确地说，本文所描述的方面及实施例可提供一种通过仅使用两个无线电载波或无线电载波的两个子集而减少干扰效应的手段。

在一个实施例中，第一无线电涵盖区域及第二无线电涵盖区域经布置使得基于第一射频的无线电涵盖范围的子区段与基于第二射频的无线电涵盖范围的子区段邻近。通过将无线电涵盖范围的相邻子区段布置在由基站支持的总体无线电涵盖区域内使得邻近子区段由不同射频支持，有可能仅使用两个频率提供由基站支持的涵盖区域，在所述涵盖区域中，存在更少干扰及较不严格的越区移交时序要求。此外，可扩展所述方法使得支持相邻小区的相邻基站经定向以便保留互补频率布置，且相邻小区的邻近扇区使用互补频率，从而允许仅使用两个射频进行有效的总体网络操作。

在一个实施例中，第二无线电涵盖区域包括次级第二无线电波束，基站经布置以按不同于与初级第二无线电波束相关联的倾角的垂直倾角发射所述次级第二无线电波束。因此，通过提供第二载波(基于所述第二载波而提供具有不同下倾角的波束)，可改善提供到与给定无线电载波相关联的小区内的用户装备的涵盖范围。

在一个实施例中，与次级第一无线电波束或次级第二无线电波束中的至少一者相关联的垂直倾角是静态的。因此，固定的小型小区可通过具有较大垂直下倾角的波束而提供于较大小区内。通过将较小型小区提供于较大小区内，可实现由网络内的用户装备经历的总数据输送量及服务的改善。

在一个实施例中，与次级第一无线电波束或次级第二无线电波束中的至少一者相关联的垂直倾角可为可配置的。根据一些实施例，与次级第一无线电波束或次级第二无线电波束中的至少一者相关联的垂直倾角可基于从在由基站提供的无线电涵盖区域内操作的用户装备接收的反馈信令而动态地变化。因此，在一些实施例中，可基于环境因子(例如，由基站支持的无线电涵盖区域内的用户装备的很可能的或动态分布)而调整下倾角。

在一个实施例中，基站经布置以发射所述次级第一无线电波束，使得所述次级第一无线电波束在邻近的成角度间隔开的初级第一无线电波束之间从基站辐射。因此，将小型小区提供于大小区之间，借此在其中邻近的初级第一波束会发生干扰的区域中提供改善的无线电涵盖区域。通过经由用户装备适当地设置小区选择的准则，可促进用户装备选择由次级第一无线电波束支持的小型小区。所述波束可位于通常经受低信号噪声干扰比的区域中。

在一个实施例中，第二无线电涵盖区域包括多个成角度间隔开的初级第二无线电波束。因此，第二涵盖区域也可围绕绕基站的360度的一部分扩展。第二区域可(例如)完全围绕所述基站扩展。第二区域可提供跨越与第一频率相同的区域的替代频率。即，由第一频率及第二频率涵盖的地理区域可为叠合的。

在一个实施例中，基站经布置以发射次级第二无线电波束，使得所述次级第二无线电波束在邻近的成角度间隔开的初级第二无线电波束之间从基站辐射。因此，将小型小区提供于大小区之间，借此在其中邻近的初级第二波束会发生干扰的区域中提供改善的无线电涵盖区域。通过经由用户装备适当地设置小区选择的准则，可促进用户装备选择由次级第二无线电波束支持的小型小区。所述波束可位于通常经受低信号噪声干扰比的区域中。

在一个实施例中，成角度间隔开的初级第二无线电波束中的每一者经布置以在邻近的成角度间隔开的初级第一无线电波束之间从基站辐射。因此，在每一对初级第一无线电波束之间，可布置至少一个初级第二无线电波束。

在一个实施例中，次级第一及第二无线电波束经布置以从基站辐射，以分别将邻近的成角度间隔开的初级第二无线电波束之间的角及邻近的成角度间隔开的初级第一无线电波束之间的角二等分。因此，初级第二波束可提供于两个初级第一波束之间的中间位置，借此确保：在第一频率上经历不佳信号干扰比的区域很可能在第二频率上经历高信号干扰比。

在一个实施例中，基站支持相同数目个初级及次级第一及第二无线电波束。因此，多扇区基站可提供基于第一频率及第二频率两者的相同数目个扇区。

根据一个实施例，发射设备可操作以提供基于第三射频的第三无线电涵盖区域，第三无线电波束经布置以在邻近的成角度间隔开的初级第一无线电波束之间从基站辐射。将了解，尽管已相对于两频率实施方案而描述数方面，但有可能将所述技术扩展到从单个基站辐射的三个或三个以上频率。在每一种情况下，使每一额外无线电涵盖区域相对于基于其它频率提供的其它无线电涵盖区域偏移。还可关于第三(或另一)区域及频率(如果可用的话)实施关于第二区域及第二频率所描述的实施例及方面。然而，将了解，本文所描述的方面及实施例提供：重新使用仅两个不同频带、子频带或频率范围来提供改善的总体网络性能。

在一个实施例中，发射设备包括：第一天线设备，其可操作以发射成角度间隔开的初级第一无线电波束中的至少一者及至少一个次级第一无线电波束；及第二天线设备，其可操作以发射初级第二无线电波束。因此，初级及/或次级第一及第二波束中的每一者可通过其自身天线来支持。

根据一个实施例，第一天线设备及第二天线设备中的至少一者包括天线柱。在一个实施例中，第一天线设备及第二天线设备中的至少一者包括天线阵列。

根据一个实施例，第一天线设备及第二天线设备在物理上相对于彼此成角度。因此，可经由基站上的一或多个天线的物理对准或定位实现从基站辐射的波束的角偏移。

在一个实施例中，第一天线设备及第二天线设备中的至少一者包括天线阵列，所述天线阵列可操作以通过波束成形技术形成初级或次级第一及第二波束中的至少一者。因此，不是通过物理地倾斜或布置天线而使一个波束相对于另一波束径向地及/或垂直地偏移，而是可能有可能通过波束成形技术的适当实施方案使第一及第二初级及/或次级波束中的一者或两者径向地及/或垂直地偏移。

在一个实施例中，第一天线设备及第二天线设备包括单个天线阵列，所述天线阵列可操作以形成第一初级或次级无线电波束中的至少一者及第二初级或次级无线电波束中的至少一者。因此，单个天线阵列可通过采用适当波束成形技术而支持第一及第二初级及次级波束两者。

在一个实施例中，第一射频及第二射频包括不同无线电载波。因此，所述技术可用于(例如)GSM、WCDMA或LTE网络中。载波通常将包括射频频带。

根据一个实施例，第一射频及第二射频位于单个无线电载波内。因此，将了解，射频的子频带可用于支持第一无线电区域及第二无线电区域。根据一个实施例，第一射频及第二射频包括单个无线电载波内的至少一个副载波。根据一些实施例，所述射频可包括副载波群组。所述副载波群组可为连续的或不连续的。

第二方面提供一种在无线电信网络内提供无线电涵盖区域的方法，所述方法包括：提供基于第一射频的第一无线电涵盖区域及基于第二射频的第二无线电涵盖区域，所述第一无线电涵盖区域包括多个成角度间隔开的初级第一无线电波束及至少一个次级第一无线电波束；按不同于与所述多个初级第一无线电波束相关联的倾角的垂直倾角布置所述次级第一无线电波束的发射；所述第二无线电涵盖区域包括至少一初级第二无线电波束；布置所述初级第二无线电波束以在邻近的成角度间隔开的初级第一无线电波束之间辐射。

在一个实施例中，第二无线电涵盖区域包括次级第二无线电波束，且所述方法包括：按不同于与初级第二无线电波束相关联的倾角的垂直倾角布置所述次级第二无线电波束的发射。

在一个实施例中，第一无线电涵盖区域及第二无线电涵盖区域经布置使得基于第一射频的无线电涵盖范围的子区段与基于第二射频的无线电涵盖范围的子区段邻近。

在一个实施例中，与次级第一无线电波束或次级第二无线电波束中的至少一者相关联的垂直倾角是静态的。

在一个实施例中，与次级第一无线电波束或次级第二无线电波束中的至少一者相关联的垂直倾角可为可配置的。根据一些实施例，与次级第一无线电波束或次级第二无线电波束中的至少一者相关联的垂直倾角可基于从在由基站提供的无线电涵盖区域内操作的用户装备接收的反馈信令而动态地变化。

在一个实施例中，所述方法包括：布置次级第一无线电波束的发射，使得所述次级第一无线电波束在邻近的成角度间隔开的初级第一无线电波束之间从基站辐射。

在一个实施例中，第二无线电涵盖区域包括多个成角度间隔开的初级第二无线电波束。

在一个实施例中，所述方法包括：布置次级第二无线电波束的发射，使得所述次级第二无线电波束在邻近的成角度间隔开的初级第二无线电波束之间辐射。

在一个实施例中，所述方法包括：布置成角度间隔开的初级第二无线电波束中的每一者以在邻近的成角度间隔开的初级第一无线电波束之间辐射。

在一个实施例中，所述方法包括：布置次级第一及第二无线电波束以从基站辐射，以分别将邻近的成角度间隔开的初级第二无线电波束之间的角及邻近的成角度间隔开的初级第一无线电波束之间的角二等分。

在一个实施例中，存在相同数目个初级及次级第一及第二无线电波束。

根据一个实施例，所述方法包括：提供基于第三射频的第三无线电涵盖区域，及布置第三无线电波束以在邻近的成角度间隔开的初级第一无线电波束之间辐射。

在一个实施例中，所述方法包括提供发射设备，所述发射设备包括：第一天线设备，其可操作以发射成角度间隔开的初级第一无线电波束中的至少一者及至少一个次级第一无线电波束；及第二天线设备，其可操作以发射初级第二无线电波束。

根据一个实施例，第一天线设备及第二天线设备中的至少一者包括天线柱。

在一个实施例中，第一天线设备及第二天线设备中的至少一者包括天线阵列。

根据一个实施例，所述方法包括：物理地使第一天线设备及第二天线设备相对于彼此成角度。

在一个实施例中，第一天线设备及第二天线设备中的至少一者包括天线阵列，所述天线阵列可操作以通过波束成形技术形成初级或次级第一及第二波束中的至少一者。

在一个实施例中，第一天线设备及第二天线设备包括单个天线阵列，所述天线阵列可操作以形成第一初级或次级无线电波束中的至少一者及第二初级或次级无线电波束中的至少一者。

在一个实施例中，第一射频及第二射频包括不同无线电载波。

根据一个实施例，第一射频及第二射频位于单个无线电载波内。

另一方面提供根据第一方面的多个协调基站，其经布置以仅使用所述第一射频及所述第二射频提供无线通信网络内的无线电涵盖区域。

在所附独立权利要求及附属权利要求中陈述其它特定及优选方面。可在适当时将附属权利要求的特征与独立权利要求的特征组合，及以除权利要求中明确陈述的组合方式之外的组合方式组合。

尽管设备特征已被描述为可操作以提供功能，但将了解，这包含提供所述功能或经调适或经配置以提供所述功能的设备特征。

附图说明

现将参看附图进一步描述本发明的实施例，其中：

图1说明根据一个实施例的电信网络的主要组件；

图2说明典型的三扇区宏小区网络的信号干扰噪声比分布；

图3示意性说明具有水平及垂直小区偏移的配置；

图4示意性说明相对于在网络内的基站处实施的各种扇区及载波配置的可能的SINR分布及载波涵盖范围；

图5说明使用圆形天线阵列的实施例的可能的实施方案；以及

图6示意性说明由具备UMTS HSDPA能力的网络中的基站实施的各种发射配置的模拟结果。

具体实施方式

图1示意性说明根据一个实施例的无线电信系统10的主要组件。用户装备50在所述无线电信网络内漫游。提供支持无线电涵盖区30的基站20。提供数个此类基站20且在地理上分布数个此类基站20以便将宽广涵盖区提供到用户装备50。

当用户装备位于由基站30服务的区内时，可经由相关联的无线电链路在用户装备与基站之间建立通信。每一基站通常支持地理服务区30内的数个扇区。

通常，基站内的不同天线支持每一相关联的扇区。每一基站20具有多个天线。将了解，图1说明可能存在于典型通信系统中的用户装备及基站的总数的一小子集。

蜂窝式网络中的一个问题为跨越小区的信号干扰噪声比的不均匀分布。由基站以导致在小区中心处可实现的非常高的数据速率及小区边缘处及小区的扇区之间的非常差的数据速率的方式支持小区。图2说明由基站及跨越地理区提供的一系列邻近基站支持的典型的三扇区小区的信号干扰噪声分布。导致小区边缘处及扇区之间的差数据速率的不佳信号噪声干扰比被展示为蓝绿色区，且形成大体上六边形图案。

在LTE中，可通过协调干扰使得将可用副载波的部分保留用于边缘用户，借此增大所述边缘用户的可用信号干扰噪声比来解决干扰问题。此类布置的一个缺点在于：其减少了无线通信网络内的频率重新使用且因此可能牺牲总网络容量。增大小区边缘速率的另一种方式为：在配置网络且进行布置以在相邻小区中使用不同载波时，并入静态频率规划。以此方式，可通过按相邻小区使用不同载波的方式规划频率而改善小区边缘的信号干扰噪声比。此类方法通常可用于GSM网络中。此类布置通常减小频率重新使用因子且可导致跨越给定地理区的低频谱效率。

在灵活系统(例如，LTE)中，可协调干扰。此类协调通常提供比静态频率规划更动态的干扰减轻方法。通过将频谱的部分保留用于小区边缘用户且通过将精巧调度并入于网络操作中，可通过放弃一些总容量而增强网络的总体操作。根据保留频谱的部分，将理解，采用较低频率重新使用因子且为了边缘用户的利益而牺牲总体小区性能。然而，将了解，所述干扰协调方法无法用于一些网络架构(例如，UMTS及CDMA 2000)中。

一些网络可操作以按多输入多输出(MIMO)方式执行且因此多个基站的联合发射在终端用户处以相长方式累加，使得信号干扰噪声比被最大化。根据此类方法，可采用基于频率的两个频带的发射，且通常可能需要两个或两个以上天线来支持基站的每一扇区中的适当发射。

在详细描述特定实施例之前，将提供一般概述。本文所描述的方面认识到：如果多个载波可用于基站处(在大多数区中及对大多数运营商来说，为此情况)，那么可实施可显著改善小区边缘数据速率及总数据速率的替代小区配置。例如，多载波宏小区网络的水平及垂直扇区偏移配置可增大总小区容量及显著增大小区边缘容量，而无需将频谱的部分保留用于小区边缘用户。

本文所描述的方面认识到：如果多个载波可用于基站处(在大多数区中及对大多数运营商来说，为此情况)，那么可实施可显著改善小区边缘数据速率以及总数据速率的替代小区配置。

对于三扇区宏小区，水平偏移配置要求：对于第二载波，每一载波的扇区经移位使得其指向第一载波中或第一载波的扇区之间的不佳性能区。在三扇区宏小区的情况下，可能使扇区移位达60°。扇区中的此类移位可能需要修改天线，但成本增加小于所得利益。由于使第二载波的波束型样相对于第一载波移位，因此特定基站的扇区之间及小区边缘处的不佳信号干扰噪声比的区域经布置使得其不再重叠(与典型的处于相同位置的载波部署相比来说)。

将了解，用户装备(例如，移动电话)操作，使得其“越区移交”到最佳可用载波；即，被用户装备视为在用户装备处具有最高信号干扰噪声比或最高接收功率的载波。提供可提供较高信号干扰噪声比的载波可导致用户数据速率(尤其是小区边缘处的用户数据速率)的显著增大，而不会减小在完全重新使用下保持的频率重新使用因子。

可将一般原理扩展到任何数目个扇区及任何数目个载波或副载波，且所述一般原理一般可应用于不同网络布建协议及空中接口(例如，UMTS、CDMA及LTE)。

在水平偏移布置中，可由基站提供两个载波。由基站在三个扇区中提供基于每一载波的涵盖范围。在传统实施方案中，提供载波1及2使得其波束最强或沿实质上相同方向引导从而导致总体多载波配置，在所述总体多载波配置中，在相同位置中在两个载波上经历具不佳信号噪声干扰比的区。

可在基站处实施载波的水平偏移配置。在此情境中，使支持载波1的每一扇区的主波束相对于支持第二载波的每一扇区的主波束偏移。即，使载波2的波束型样相对于基于载波1所支持的波束型样移位达60°。因此，所述扇区相对于彼此偏移。然而，将了解，扇区仅为理论构造且每一扇区是通过从波束型样的中心处的基站辐射的波束支持。

因为所描述的相对水平扇区偏移，所以具有在第一载波及第二载波上经历的不佳信号干扰噪声比的区并不重叠。然而，允许完全频率重新使用。

具有水平偏移能力的基站支持网络内的多个小区。由于提供在具有两个载波的网络的区域中操作的每一基站且由于在每一基站处使第二载波的波束型样相对于第一载波水平偏移，因此可在网络内提供无线电涵盖区域，所述无线电涵盖区域为小区边缘处的那些用户提供信号干扰噪声比的显著改善且通过避免相对于小区边界来说的不佳信号干扰噪声比而提供改善的总网络容量。然而，此类布置可能需要小区内及小区间的更频繁越区移交且需要不同天线配置以便提供具有扇区偏移的此类不同多载波配置。

可扩展水平扇区偏移方法以包含垂直维度。此类方法可显著优于具有相同数目个天线及相同处理资源的标准天线布置。根据一些实施方案，并有垂直偏移的此类方法易于执行且通常并不需要如(例如)传统波束成形方法中可能需要的额外信道反馈。

传统波束成形需要用于天线之间的所有路径的信道反馈，所述信道反馈与高测量及报告开销相关联，且典型用户装备并不支持将此类报告作为标准。此外，如果通过扇区之间的频率重新使用而在所有扇区中应用波束成形，那么波束成形很可能导致波束之间的增大的干扰(如果无法跨越扇区及小区最佳地协调干扰的话)。

所描述的方面及实施例无需额外信道反馈且可提供一种提供扇区及小区之间的改善的波束协调的实施方案，从而导致更少干扰及更大的总体小区涵盖范围。

根据方面及实施例，可通过以下操作将水平扇区偏移小区配置扩展到垂直维度中：布置天线，使得在每一扇区中，使用第一载波来提供第一静态波束且在互补载波上提供具有更高下倾角的额外静态波束。

图3示意性说明根据一个实施例的垂直小区偏移配置。将基于两个载波中的每一者的波束布置为提供于每一扇区中会导致各自现有扇区内产生“新”小区，如下文更详细描述。

根据一些实施例，基站或远程无线电头端上所提供的(若干)天线用于使用第一载波发射基站所支持的扇区，且由所述相同天线使用第二载波发射第二波束，所述第二载波波束是以更高下倾角发射，从而允许无线电频谱的局部重新使用，同时避免引起对任何相邻小区或扇区的高干扰。

根据一些实施例，针对第二载波发射初级扇区的天线可操作从而还发射基于第一载波的第二波束，所述第二波束是以更高下倾角发射。

为了实现“法向”或“初级”波束与由每一天线支持的经下倾波束之间的良好负载平衡，在一些实施例中，如果信号质量(根据(例如)Ec/Io、SINR或类似者确定)超过预定义阈值(例如，0dB)，那么由用户将经下倾波束优先排序。所述预定义阈值可经定义或选择以使得扇区内的任一波束的最差用户实现类似数据速率。此类方法可平衡改善的SINR及卸载的利益。

图4示意性说明相对于在网络内的基站处实施的各种扇区及载波配置的可能的SINR分布及载波涵盖范围。图4(a)说明传统的3扇区基站网络；图4(b)说明其中能够基于两个载波发射的基站经配置以使用具有3个扇区的水平扇区偏移来发射的网络的实施方案；及图4(c)说明其中支持水平维度偏移及垂直维度偏移两者且通过在每一扇区中提供基于次级载波的经下倾波束而提供“额外”小区的实施方案。

将了解，如果使垂直偏移扇区配置与水平偏移扇区配置重叠，那么导致呈多载波小区配置形式的修改的小区结构。可在一些实施例中实施所述配置，使得相邻扇区使用不同载波。

图4b中说明水平偏移扇区配置，其中可见：通过使用两个载波，在网络内漫游的用户装备看见交替“最佳载波”型样。在此类配置中，所有所服务的用户始终位于每一天线波瓣的“高增益”区中。由于与传统小区配置相比而显著改善总SINR及小区边缘处的SINR两者，因此导致更高输送量。所展示的配置并不会导致用户装备处的增加的测量及报告开销，这是因为波束成形为静态的且用户连接到所述静态波束而非经形成以跟随用户装备的波束。将了解，此类方法与当前用户装备能力相适应。

支持基于两个载波的3个扇区的基站的实例配置

根据一个实施例，基站可操作以支持包括基于两个载波的三个扇区的小区配置，如通过图4(c)示意性说明。

图4的顶行说明针对各种配置的所得SINR分布。图4a说明传统3扇区配置的分布，图4b说明水平偏移配置的分布，且图4c说明水平偏移及垂直波束成形偏移配置的分布。可见：图4(b)及图4(c)中所说明的偏移配置导致具有不佳SINR的更少区。

图4的底行说明针对各种基站配置的跨越由多个此类基站服务的地理区的最佳载波涵盖范围的示意图。明亮区域指示由第一载波最佳服务的区且暗区域指示由第二载波最佳涵盖的区。

可见：图4(c)中所说明的配置导致居中定位于每一基站站点上的额外“花形”小区。为了实现用户装备的充分卸载，通过用户装备将经下倾波束优先排序到高达预定义SINR。图4(c)说明其中通过经下倾波束涵盖区直到SINR达到0dB为止的实施方案。从那时起，将涵盖范围切换到由天线支持的“初级”或法向波束且小区中的剩余区具有通过所述初级波束提供到用户装备的无线电涵盖范围。

图4(c)说明其中对于每一小区由不同载波服务相邻小区的配置。可见：此类配置导致在小区边缘处经历高SINR。实现所述结果而不减小跨越网络的频率重新使用因子。

将理解，根据一些实施例，多个小区经布置，其中所述多个小区相对于彼此具水平及/或垂直偏移，使得相邻涵盖区由不同频率服务。可仅使用两个不同频率或频率范围或群组来实现此类布置。因此可实施小区布置使得小区部署引起网络内的更少总体干扰。此外，由于许多基站及用户装备可操作以接收两个不同频率或频率范围或群组，因此仅使用两个此类频率可导致需要较不严格的越区移交时序要求。相邻小区经定向以使得相邻小区的邻近扇区使用互补频率，其中使用两个频率。

到更高扇区化的应用

将了解，可扩展组合水平及垂直偏移的概念以应用于支持具有更高数目个扇区化的小区(例如，通过圆形天线阵列支持的6扇区偏移配置)的基站。

图5说明使用圆形天线阵列的实施例的可能的实施方案。使用天线阵列(例如，所展示的圆形阵列)允许使用可变波束宽度进行操作。在以更高下倾角发射波束的情况下，可变波束宽度可用于通过(例如)沿水平维度形成更窄波束而可能地进一步改善网络性能。

模拟结果

针对UMTS HSDPA网络所执行的模拟允许利用垂直波束成形(vBF)来评估组合的水平及垂直偏移发射方案的下行链路性能(与其它发射配置相比来说)。

图6示意性说明由具备UMTS HSDPA能力的网络中的基站实施的各种发射配置的模拟结果。图6中展示关于3扇区配置及6扇区配置两者的结果。将性能结果正规化。

图6(a)说明使用两个载波的传统3扇区配置。

图6(b)说明采用水平扇区偏移的3扇区发射配置。可见：网络内的平均用户输送量及最差用户输送量两者与图6(a)中所展示的配置相比来说得到显著改善。

图6(c)说明其中扩展水平偏移配置以通过使用垂直波束成形技术而使用垂直扇区偏移的三扇区方法。可见：此类配置允许平均用户输送量及最差用户输送量两者经历达225％及300％的显著进一步改善(与如图6(a)中所展示的传统3扇区方法相比来说)。

图6(d)说明使用两个载波的传统6扇区配置。将了解，此类传统配置需要与图6(c)中所展示的配置情境相同的数目个波束/天线及小区(处理单元)，但传统6扇区配置执行得稍逊。

图6(e)说明利用载波之间的水平扇区偏移的6扇区发射配置。可见：平均用户输送量及由最差用户经历的输送量与图6(d)的配置相比来说得到改善。

图6(f)说明使用水平扇区偏移及垂直扇区偏移两者的6扇区、2载波偏移发射配置，垂直偏移是通过垂直波束成形技术实现。可见：平均用户输送量及由最差用户经历的输送量展示与图6(c)的3扇区配置相比来说的进一步改善。

综上所述，就所实现的总输送量来说，图6(c)及图6(f)中所展示的所提议的小区配置优于图6(a)及6(d)中所展示的传统方法。

到LTE/副载波的扩展及应用

可将本文所描述的方面及实施例扩展到任何数目个扇区及/或载波(或副载波)且所述方面及实施例一般可应用于不同空中接口及无线电接入技术，例如UMTS、LTE及类似者。

将了解，例如，基站可为可操作的，而非使用不同载波，如上文关于水平扇区偏移及垂直扇区偏移所描述，所述基站可经配置以对一个载波内的副载波实施偏移技术。例如，在LTE实施方案中，可法向地发射可用副载波的一半，且可按适当水平偏移发射剩余的一半。可将相同原理应用于副载波以实现垂直偏移。在此类情况下，基站处的调度程序通常将为可操作的以基于信道反馈将用户自动指配到最佳副载波，而无需基于其它载波的越区移交及测量。

方面及实施例提供经由垂直波束成形技术将水平偏移扇区小区配置扩展到垂直维度中。根据方面及实施例的由基站采用的发射配置可实质上去除由用户装备在扇区之间经历的典型的不佳SINR区域且可改善边缘SINR。

与传统波束成形形成对比，所描述的技术并不需要来自用户装备的任何额外信道反馈，且因此，可将技术与现有移动无线电标准(例如，UMTS、CDMA 200或LTE兼容用户装备)一起使用。

本文所描述的概念还可应用于OFDM系统(例如，LTE)中的副载波，其中不是使用多个载波，而是使用副载波的群组。根据此类实施方案，基站调度程序可操作以实施最佳频率分配(基于SINR最大化)，且无需载波间越区移交。

可通过实施所描述的方面及实施例而实现对平均用户数据速率及小区边缘用户的数据速率的改善。

所属领域的技术人员将容易认识到：可由经编程计算机来执行各种上文所描述的方法的步骤。在本文中，一些实施例还希望涵盖为机器或计算机可读的且编码机器可执行或计算机可执行程序指令的程序存储装置(例如，数字数据存储媒体)，其中所述指令执行所述上文所描述的方法的所述步骤的部分或全部。所述程序存储装置可为(例如)数字存储器、磁性存储媒体(例如，磁盘及磁带)、硬盘驱动器或光学可读数字数据存储媒体。所述实施例还希望涵盖经编程以执行上文所描述的方法的所述步骤的计算机。

可通过使用专用硬件以及能够执行与适当软件相关联的软件的硬件而提供图中所展示的各种元件的功能，包含标记为“处理器”或“逻辑”的任何功能块。当通过处理器提供功能时，可通过单个专用处理器、单个共享处理器或多个个别处理器(其中一些处理器可被共享)提供所述功能。此外，术语“处理器”或“控制器”或“逻辑”的明确使用不应被解释为专指能够执行软件的硬件，而是可隐含地包含(但不限于)数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)及非易失性存储装置。还可包含其它常规及/或定制硬件。类似地，图中所展示的任何交换机仅为概念性的。可通过程序逻辑的操作、通过专用逻辑、通过程序控制与专用逻辑的交互或甚至手动地执行上述元件的功能，可由实施者选择特定技术，如从上下文更特别地理解。

所属领域的技术人员应了解，本文的任何框图表示体现本发明的原理的说明性电路的概念图。类似地，将了解，任何流程图(flow chart或flow diagram)、状态转变图、伪码及其类似者表示可实质上表示于计算机可读媒体中且因此由计算机或处理器(不论此类计算机或处理器是否经明确展示)执行的各种过程。

描述及图式仅说明本发明的原理。因此，将了解，所属领域的技术人员将能够设计体现本发明的原理且包含于本发明的精神及范围内的各种布置(尽管本文未明确描述或展示)。此外，本文所叙述的所有实例主要明确地希望仅用于教学目的以辅助读者理解本发明的原理及由(若干)发明者贡献的促进此项技术的概念，且应被解释为不限于此类特别叙述的实例及条件。此外，本文叙述本发明的原理、方面及实施例以及本发明的特定实例的所有陈述希望包含本发明的等效物。

Claims (15)

1.一种可操作以在无线电信网络(10)内提供无线电涵盖区域的无线电信基站(20)，所述基站(20)包括：

发射设备，其可操作以提供基于第一射频的第一无线电涵盖区域及基于第二射频的第二无线电涵盖区域，所述第一无线电涵盖区域包括多个成角度间隔开的初级第一无线电波束及至少一个次级第一无线电波束；所述基站经布置以按不同于与所述多个初级第一无线电波束相关联的倾角的垂直倾角来发射所述次级第一无线电波束；

所述第二无线电涵盖区域包括至少一初级第二无线电波束；

所述初级第二无线电波束经布置以在邻近的成角度间隔开的初级第一无线电波束之间从所述基站辐射，且其中所述基站(20)可操作以通过用户装备(50)设置小区选择的准则以便促进用户装备选择所述次级第一无线电波束所支持的小型小区。

2.根据权利要求1所述的无线电信基站，其中所述第一无线电涵盖区域及所述第二无线电涵盖区域经布置以使得基于所述第一射频的无线电涵盖范围的子区段与基于所述第二射频的无线电涵盖范围的子区段邻近。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的无线电信基站(20)，其中所述第二无线电涵盖区域包括次级第二无线电波束，所述基站经布置以按不同于与所述初级第二无线电波束相关联的倾角的垂直倾角来发射所述次级第二无线电波束。

4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的无线电信基站，其中所述基站(20)经布置以发射所述次级第一无线电波束，使得所述次级第一无线电波束在邻近的成角度间隔开的初级第一无线电波束之间从所述基站(20)辐射。

5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的无线电信基站(20)，其中所述第二无线电涵盖区域包括多个成角度间隔开的初级第二无线电波束。

6.根据权利要求5所述的无线电信基站(20)，其中所述基站经布置以发射所述次级第二无线电波束，使得所述次级第二无线电波束在邻近的成角度间隔开的初级第二无线电波束之间从所述基站(20)辐射。

7.根据权利要求5或权利要求6所述的无线电信基站，其中所述成角度间隔开的初级第二无线电波束中的每一者经布置以在邻近的成角度间隔开的初级第一无线电波束之间从所述基站(20)辐射。

8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的无线电信基站(20)，其中所述次级第一无线电波束及所述次级第二无线电波束经布置以从所述基站辐射，以分别将邻近的成角度间隔开的初级第二无线电波束之间的角及邻近的成角度间隔开的初级第一无线电波束之间的角二等分。

9.根据权利要求2到8中任一权利要求所述的无线电信基站(20)，其中所述基站(20)支持相同数目个初级及次级第一及第二无线电波束。

10.根据前述权利要求中任一权利要求所述的无线电信基站(20)，其中所述发射设备包括：第一天线设备，其可操作以发射所述成角度间隔开的初级第一无线电波束中的至少一者及至少一个次级第一无线电波束；及第二天线设备，其可操作以发射所述初级第二无线电波束。

11.根据权利要求10所述的无线电信基站(20)，其中所述第一天线设备及所述第二天线设备中的至少一者包括天线阵列。

12.根据权利要求10或11中任一权利要求所述的无线电信基站(20)，其中所述第一天线设备及所述第二天线设备中的至少一者包括天线阵列，所述天线阵列可操作以通过波束成形技术形成所述初级或次级第一及第二波束中的至少一者。

13.根据权利要求12所述的无线电信基站(20)，其中所述第一天线设备及所述第二天线设备包括单个天线阵列，所述天线阵列可操作以形成所述第一初级或次级无线电波束中的至少一者及所述第二初级或次级无线电波束中的至少一者。

14.根据前述权利要求中任一权利要求所述的无线电信基站(20)，其中所述第一射频及所述第二射频包括不同无线电载波。

15.一种在无线电信网络(10)内提供无线电涵盖区域的方法，所述方法包括：

提供基于第一射频的第一无线电涵盖区域及基于第二射频的第二无线电涵盖区域，所述第一无线电涵盖区域包括多个成角度间隔开的初级第一无线电波束及至少一个次级第一无线电波束；按不同于与所述多个初级第一无线电波束相关联的倾角的垂直倾角来布置所述次级第一无线电波束的发射；

所述第二无线电涵盖区域包括至少一初级第二无线电波束；布置所述初级第二无线电波束以在邻近的成角度间隔开的初级第一无线电波束之间辐射；及通过用户装备(50)设置小区选择的准则以便促进用户装备选择所述次级第一无线电波束所支持的小型小区。