CN108028693A

CN108028693A - 天线设备以及在该天线设备内执行空间趋零的方法

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Publication number: CN108028693A
Application number: CN201680035501.0A
Authority: CN
Inventors: M.F.博齐尔; K.杜青斯基; M.利塞吉科
Original assignee: Airspan Networks Inc
Current assignee: Airspan Networks Inc
Priority date: 2015-06-25
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2018-05-11
Anticipated expiration: 2036-04-28
Also published as: CN108028693B; EP3314780A1; GB201519237D0; EP3314780B1; US20160380354A1; WO2016207589A1; US9706419B2; GB2539734A

Abstract

提供用于用作无线网络中的基站的天线设备，以及另外提供一种用于在这样的天线设备内执行空间趋零的方法。该天线设备具有采用选自多个接收射束图样的接收射束图样的天线组件。在趋零测试操作期间，接收射束图样控制器被布置成促使天线组件采用所述多个接收射束图样中的每一个。质量度量确定电路然后针对在所述趋零测试操作期间采用的每个接收射束图样基于在天线组件正采用该接收射束图样的同时多个无线终端和基站之间的通信来为那些无线终端中的每一个确定链路质量度量。接收射束确定电路然后被布置用来，根据各种链路质量度量，来从多个接收射束图样中确定要被用于与该多个无线终端的后续通信的接收射束图样。通过这样的方法，有可能改变接收射束图样以便在仍试图关于正与基站通信的各个无线终端中的每一个保持适当的链路质量级别的同时试图降低干扰源的影响。

Description

天线设备以及在该天线设备内执行空间趋零的方法

技术领域

本技术涉及一种可被用作无线网络中的基站的天线设备，并且涉及一种在这样的天线设备内执行空间趋零（nulling）的方法。

背景技术

无线网络可被提供用来服务一系列不同功能，但通常包括许多基站，其中每个基站都与多个无线终端无线通信。例如，在接入无线网络的示例中，无线终端可以是最终用户装备的项目，并且每个基站可与最终用户装备的多个这样的项目无线通信。无线网络的另一示例是无线回程网络（在这里也被称为无线馈线网络），在此每个无线终端（在这里也被称为馈线终端）通常被耦合至接入网络的接入点，并且那些无线终端然后与一个或多个基站（在这里也被称为馈线基站）无线通信。该馈线基站然后被用来将无线回程网络连接至核心网络。

在无线网络内，基站通常将需要使用促进从许多不同无线终端接收通信的接收射束。在基站和各个无线终端之间提供的链路的质量可能受到许多因素的影响，所述因素中的一个就是从干扰源出现的干扰。

当干扰源是静止的时，可以采用重新配置无线网络以使得干扰源的影响被降低的步骤。这可能例如包含确定特定无线终端应该与哪些基站通信。

然而，当干扰源更具动态时（例如归因于干扰源移动通过被无线网络覆盖的地理区域），考虑到干扰源的瞬时性质，调用必须重新配置无线网络的步骤可能是不适当的。然而，这样的瞬时干扰源仍可以造成在特定基站和多个无线终端之间建立的无线链路的链路质量的显著退化。对于在基站处利用的接收射束来说，这是特别有问题的，实际上该接收射束可能必须是一个相对宽的射束，以便允许从多个无线终端接收通信。

将期望提供一种用于降低干扰源在无线网络内的影响的改进机制。

发明内容

在一个示例实施例中，提供一种用于操作为无线网络中的基站的天线设备，其包括：天线组件，其用来采用选自多个接收射束图样的接收射束图样；接收射束图样控制器，其用来促使天线组件在趋零测试操作期间采用所述多个接收射束图样中的每一个；质量度量确定电路，其用来针对在所述趋零测试操作期间采用的每个接收射束图样基于在天线组件正采用该接收射束图样的同时多个无线终端和基站之间的通信来为多个无线终端中的每一个确定链路质量度量；以及接收射束确定电路，其用来根据针对多个接收射束图样中的每一个为多个无线终端确定的链路质量度量来确定要被用于与该多个无线终端的后续通信的来自所述多个接收射束图样的接收射束图样。

根据上述实施例，该天线设备具有能够采用各种各样不同的接收天线图样的天线组件。在趋零测试操作期间，该天线组件被控制成使得它在趋零测试操作期间在不同点处采用不同接收射束图样，以使得在趋零测试操作期间多个接收射束图样被测试。对于在趋零测试操作期间使用的每个接收射束图样，为被布置成与基站通信的多个无线终端中的每一个确定链路质量度量。接收射束确定电路然后被用来分析各种链路质量度量以便确定要被用于与多个无线终端的后续通信的接收射束图样。

在无线网络内存在干扰源的情况下，在无线终端和基站之间建立的链路的链路质量可能被退化。对于基站内的接收器来说，这可能特别有问题，理想地该接收器可能在其接收射束中采取相对宽的射束图样以便允许来自各种各样不同定位的无线终端的通信，在此处该射束的相对宽的性质有可能会增加对来自干扰源的不利影响的敏感性。

可用于该天线组件的各种各样的接收射束图样通常将包括在某些方向上具有降低的灵敏度的射束图样，其可以通过在对于这些方向的空间响应图样中有效地形成零值（即增益中的极小值）来实现从这样的方向发出的不想要的信号的衰减。根据上述技术，该接收射束确定电路尝试在保持对于需要与基站通信的各种无线终端中的每一个的期望链路质量级别的同时实现关于干扰源的这样的空间趋零。

存在可被用来触发趋零测试操作的许多不同场景。例如，在一个实施例中，可能通过有效地重复趋零测试操作以使得每次基于当前趋零测试操作的完成来选择接收射束图样时然后都开始下一趋零测试操作来在后台中连续不断地有效操作该趋零测试操作。备选地，可以在离散时间点（例如在某些计划的时间）或响应于用户动作来触发该趋零测试操作。这还可以基于无线网络内测得的特定质量度量中退化的观测来触发，诸如当在无线终端和基站之间的一个或多个链路上观测的噪声量增大到阈值水平以上时。

在一个实施例中，当评估要选择的适当接收射束图样时，可以等同地查看该无线终端中的每一个。然而，在一个备选实施例中，该接收射束确定电路被布置成接收与至少一个无线终端相关联的权重信息，并且被布置成当确定要被用于后续通信的输出接收射束图样时与链路质量度量相组合地利用该权重信息。这有效地使得一些无线终端能够优先于其他，以使得它可以确保所选取的任何接收射束图样满足在对于那些优先的无线终端的链路质量方面的某些预定要求。在一个实施例中，可以为无线终端中的每一个指定权重信息，并且该权重信息例如可以被表述为每个无线终端相对于其他无线终端的相对权重。

该权重信息可以采用各种各样的形式，但是在一个实施例中是要被提供给无线终端中的至少一个的服务级别的指示。这样的服务级别指示可以依据对于各个无线终端的服务质量（QoS）级别来表述。

存在接收射束确定电路可以以其来分析各个链路质量度量以便确定要被用于与多个无线终端的后续通信的适当接收射束图样的许多方式。然而，在一个实施例中，该接收射束确定电路被配置成执行使用针对多个接收射束图样中的每一个为多个无线终端确定的链路质量度量作为输入的调和均值操作，以便确定要被用于后续通信的接收射束图样。已经发现，通过执行基于所确定的链路质量度量的调和均值操作，这使得能够在保持对于各个无线终端中的每一个的接收路径中的适当链路质量级别的同时实现干扰源的有效空间趋零。

在其中还为一个或多个无线终端提供权重信息的实施例中，该调和均值操作可以采用加权的调和均值操作的形式，因此使得当选取试图降低干扰源的不利影响的适当接收射束图样时能够考虑对各个无线终端的相对链路质量要求。

该链路质量度量可以采用各种各样的形式，但是在一个实施例中是对于相关联的无线终端的吞吐量指示。该吞吐量指示可以采用各种各样的形式，但是在一个示例中是为链路计算的谱效率值。可以根据各种各样不同的所测得的性质来计算这样的吞吐量指示，但是在一个实施例中是根据信噪比测量结果（例如CINR（载波干扰加噪声比））测量结果来计算。

该趋零测试操作可以被布置成以各种各样的方式来终止。在一个实施例中，该趋零测试操作被继续直到由基站观测到针对多个接收射束图样中的每一个的来自多个无线终端中的每一个的通信为止。因此，目标是建立对于每个无线终端和每个接收射束图样的链路质量度量全集。

在一个实施例中，在该趋零测试操作期间，无线终端中的每一个都可能被安排成在采用每个接收射束图样的时段期间与基站通信。如果无线终端的动作可以被控制到这个程度，则在一个实施例中可能有必要只采用每个接收射束图样一次（其中该趋零测试操作在采用每个接收射束图样的同时确保这一点），无线终端中的每一个都将与基站通信，并且相应地当使用多个接收射束图样中的每一个时可以为无线终端中的每一个建立链路质量度量。当在专用测试过程期间执行趋零测试操作时这可能例如是一个适当的方法，在此处例如可以迫使无线终端中的每一个在预定时间并且例如利用预定的测试信号与基站通信。

然而，在一个备选实施例中，也许不可能保证在特定接收射束图样正被使用的同时在设置时间段期间每个无线终端都将与基站通信。在这样的情况下，在一个实施例中，该接收射束图样控制器可以被布置成执行一个或多个图样扫描，在每个图样扫描期间针对预定时间段采用该多个接收射束图样中的一个或多个。在当前图样扫描结束之后，如果还没有观测到针对至少一个接收射束图样的来自至少一个无线终端的通信则执行后续图样扫描。由此，通过这样的方法，如果必要的话可以执行其他图样扫描，直到达到在那里已经观测到在每个接收射束图样下来自每个无线终端的期望数量的通信的点为止。

在一个实施例中，每个图样扫描都可以重复所有多个接收射束图样。然而，在一个备选实施例中，每个后续图样扫描可以使用接收射束图样的更小集合来操作，特别专注于还没有获得对于其的充足数据的那些接收射束图样，例如归因于当基站正使用这样的接收射束图样时至少一个无线终端还没有与基站建立通信。

在一个实施例中，当多个图样扫描的执行促使在天线组件正采用特定接收射束图样的同时无线终端和基站之间的通信被基站观测到多次时，该质量度量确定电路被配置成保持信息以使得能够在该特定接收射束图样下为该无线终端确定平均链路质量度量。在一个实施例中，这可能通过在还保持跟踪被观测的测量结果的数目的同时聚合多个质量度量值来实现，这然后随后将允许在基站正使用特定接收射束图样的同时为特定无线终端确定平均链路质量度量。如果需要的话，可以采用考虑到多个质量度量值的备选统计量数来确定要使用的链路质量度量。

的确，尽管在一个实施例中这可能足以观测针对每个接收射束图样的来自无线终端的单个通信，但是在备选实施例中可能期望观测在每个接收射束图样下来自每个无线终端的多个测量结果，并且相应地可以将多个图样扫描用于该过程。

在一个实施例中，为了避免趋零测试操作持续延长的时段，有可能依据还没有被检测到的超时条件来使趋零测试操作继续。特别地，该接收射束图样控制器可以被布置成在检测到这样的超时条件时终止趋零测试操作。在那种情况下，该质量度量确定电路可以被布置成针对每个接收射束图样为当趋零测试操作已终止时针对该接收射束图样还没有观测到来自其的通信的任何无线终端分配默认链路质量度量值。该默认链路质量度量值可以采用各种各样的形式，但是在一个实施例中可以有效地为零值以捕获还没有建立链路的该事实。

如先前所提到的，可以在专用测试过程期间执行趋零测试操作。然而，在一个备选实施例中，在基站和多个无线终端正操作以传达正常数据通信量的同时执行该趋零测试操作。在这样的实施例中，可能期望使用允许多个图样扫描在该趋零测试操作期间执行的早先描述的方法，因为通常将不能保证在单个图样扫描期间在分配给特定接收射束图样的单个时间段期间所有无线终端都将与基站通信。

在其中在正常数据通信量通信期间执行趋零测试操作的一个这样的实施例中，接收射束图样控制器可以被布置成在趋零测试操作期间促使天线组件对于被采用的所述多个接收射束图样中的每一个之间的时间段采用参考接收射束图样。该参考射束图样可以采用各种各样的形式，并且的确可能会随着时间改变，但是在一个实施例中该参考接收射束图样是在趋零测试操作之前被采用来用于与多个无线终端的通信的接收射束图样。这样的方法确保，即使在趋零测试操作期间被测试的特定接收射束图样为需要在该时间期间与基站通信的特定无线终端提供不足的链路质量，当无线终端重试该通信时它将在参考接收射束图样正被使用的同时被重试，并且因为参考接收射束图样是在正常通信期间已被使用的最后接收射束图样，所以这应该使得活动的数据通信能够在仍允许可用接收射束图样中的每一个在趋零测试操作期间被测试的同时继续。这样的方法因此通过确保在测试每个接收射束图样之间存在预定的时间段来有效地提供安全网，在此处使用在趋零测试操作正被执行的同时协助防止数据通信故障发生的已知接收射束图样。

该天线组件可以采用各种各样的形式。在一个实施例中，除了能够采用许多不同的接收射束图样之外，例如在电子控制下，该天线组件还是可机械旋转的，并且特别地提供旋转控制器来旋转可旋转天线组件以便改变该可旋转天线组件的方位方向。尽管在一个实施例中，该可旋转天线组件可能不会在趋零测试操作期间旋转，但是在一个备选实施例中，该趋零测试操作可以被有效地扩展以便考虑可旋转天线组件的不同潜在方位方向。特别地，在一个实施例中，该旋转控制器可以被配置成在该趋零测试操作期间执行旋转扫描操作以便将该可旋转天线组件旋转到多个所选方位方向中的每一个，该接收射束图样控制器被布置成促使在每个所选方位方向处多个接收射束图样中的每一个都要被采用至少一次。该质量度量确定电路然后被配置成针对在每个所选方位方向处的每个接收射束图样为每个无线终端确定链路质量度量，并且该接收射束确定电路被布置成确定要被用于后续通信的接收射束图样和天线组件针对该后续通信要被定位的方位方向二者。

相应地，当采取这样的方法时，为每个被测的方位方向有效地确定单独质量度量/测试图样谱，并且然后由接收射束确定电路执行的计算利用该附加信息以便确定被考虑来在试图仍提供与无线终端的每一个的良好质量通信的同时实现试图使干扰源无效之间的最佳折衷的方位方向以及相关联的接收射束图样二者。

所确定的链路质量度量可以采用各种各样的形式，但是在一个实施例中涉及从相关联的无线终端到基站的上行链路通信。

该无线网络可以采用各种各样的形式，但是在一个实施例中是用于将核心网络耦合至无线接入网络的无线回程网络，并且该基站是用于到核心网络的连接的馈线基站。在一个这样的实施例中，该无线终端中的至少一个是用于到无线接入网络的接入点的连接的馈线终端。尽管在一个实施例中该无线终端中的每一个都可以是这样的馈线终端，但是在其他实施例中该无线终端中的一些可以被提供用于其他功能。例如，该无线终端中的一些可以是用于将来自基站的信号中继到其他无线终端的中继终端。

存在可以以其部署这样的无线回程网络的许多方式。在一个实施例中，在牌照豁免频带中采用这样的无线回程网络。归因于其自由可用性，这样的无牌照带中缺少官方监管意味着无线回程网络可能受到许多干扰源的影响，并且因此在这样的实施例内上述机制是特别有益的。

在第二示例实施例中，提供一种在操作为无线网络中的基站的天线设备中执行空间趋零的方法，该天线设备具有采用选自多个接收射束图样的接收射束图样的天线组件，该方法包括：在趋零测试操作的执行期间控制该天线组件采用所述多个接收射束图样中的每一个；针对在所述趋零测试操作期间采用的每个接收射束图样，基于在天线组件正采用该接收射束图样的同时多个无线终端和基站之间的通信来为多个无线终端中的每一个确定链路质量度量；以及根据针对多个接收射束图样中的每一个为多个无线终端确定的链路质量度量来确定要被用于与该多个无线终端的后续通信的来自所述多个接收射束图样的接收射束图样。

在第三示例实施例中，提供一种用于操作为无线网络中的基站的天线设备，包括：天线装置，其用于采用选自多个接收射束图样的接收射束图样；接收射束图样控制装置，其用于控制该天线装置在趋零测试操作期间采用所述多个接收射束图样中的每一个；质量度量确定装置，其用于针对在所述趋零测试操作期间采用的每个接收射束图样基于在天线装置正采用该接收射束图样的同时多个无线终端装置和基站之间的通信来为多个无线终端装置中的每一个确定链路质量度量；以及接收射束确定装置，其用于根据针对多个接收射束图样中的每一个为多个无线终端装置确定的链路质量度量来确定要被用于与多个无线终端装置的后续通信的来自所述多个接收射束图样的接收射束图样。

附图说明

将参考如在附图中图示的其实施例仅以示例的方式进一步描述本技术，在附图中：

图1示意性地图示为采用无线回程网络的最终用户装备提供连通性的通信网络，在该无线回程网络中可部署一些实施例的天线设备来提供回程节点；

图2示意性地图示无线回程网络中的许多馈线基站和馈线终端以及外部干扰源；

图3示意性地图示一个实施例中的天线设备；

图4示意性地图示一个实施例中的天线设备；

图5A至5C示意性地图示在一个实施例中至少部分在前、后和圆形天线阵列部件之间共享的RF链；

图6示意性地图示连接至一个实施例的天线阵列的控制电路和信号处理电路，这二者在天线设备自身内并且在天线设备所连接至的其他网络部件中；

图7示出可用于一个实施例中的天线设备的射束图样的子集；

图8示出当操作一个实施例中的天线设备时所采用的一系列步骤；

图9示意性地图示干扰源可以如何影响无线回程网络内的接收射束；

图10是图示根据一个实施例可在馈线基点（在本文中也被称为馈线基站）处执行以便试图降低干扰源对链路质量的影响的趋零测试操作的流程图；

图11示意性地图示在图10中图示的趋零测试操作期间确定的链路质量度量/图样谱；

图12是提供在图10中概述的方法的一个特定实施例的更详细图示的流程图；

图13A和13B示意性地图示根据两个不同实施例在图10的最终步骤中执行的计算；

图14是更详细地图示根据一个实施例的加权的调和均值吞吐量计算的流程图；以及

图15是示意性地图示根据一个实施例可以如何修改图10的过程以便使得该过程还能够在单独的馈线终端处执行的流程图。

具体实施方式

无线网络可以被提供用来供应一系列不同功能，但是无线网络的一个用途是在用户装备装置（例如移动电话）与无线网络的节点通信的通信网络中执行回程，并且该无线网络然后使得这些节点能够与无线网络的其他节点通信，然后它们（通常以有线方式）连接至物理通信基础设施并然后连接到诸如互联网的有线通信网络上。存在可用于移动网络运营者的许多不同的用例和不同类型的回程技术，但是在该上下文中存在为什么将会期望提供仅与相对小蜂窝内的用户装备通信的无线回程网络的节点的许多原因。小的蜂窝部署对提供越来越多的移动数据顾客所要求的增强的服务质量可能是有用的。小的蜂窝具有许多优点，诸如：它们允许容量热点把缓解拥塞作为目标，它们适合于在密集的户外城市环境中（例如在街道设施上）进行部署，它们可以被部署在宏蜂窝覆盖不良的具体已知的“非热点”中或经历稳定的日常通信量（其中偶尔有明显峰值）的室内非热点（诸如比如运动场、购物中心等等的密集城市室内环境）内。此外，小的蜂窝还可能适用于移动部署（诸如在列车或者其他移动运输装置中）。

在上面讨论的无线回程用例中，馈线终端（FT）（即最靠近接入点（AP）的回程节点，例如在LTE的上下文中其可能是eNodeB（eB））通常可能被安装在街道设施或建筑物立面上，可能在街道标高之上3-6米。反过来，馈线基站（FB）（即最靠近核心网络的回程节点）可能利用与接入宏网络相同的基础设施。

鉴于上面的使用上下文，可能的是当回程连通性不可用时将发生某种程度的运行中断（outage）。当存在设备故障或者持久或暂时物理阻碍（诸如在回程链路的视线内的大雨或车辆）时例如可能发生运行中断。尽管小的蜂窝的使用可能使得连通性的目标可用性被放松，但是如果当这样的运行中断确实发生时无线网络的节点能够将它们自身再次配置成提供不同的通信路径则这将是有利的。此外，考虑到当使用较小的蜂窝时需要部署更多数目的FT，以便在新安装站点处需要很少工程的情况下促进快速大规模的部署，期望节点（FT和FB二者）自组织和自配置的能力。

在无线网络的上下文中，可能需要允许的进一步的考虑是不仅仅依据载波频率允许的对应传播而且还依据应用于给定载波频率的监管许可制度的无线网络操作的载波频率。尽管提供在牌照豁免频带中操作的无线网络将是有利的，但是归因于其自由可用性，这样的无牌照带中缺少官方监管意味着无线网络必须能够应付来自未经请求且不协调的无线源的同信道以及邻近信道干扰，以及此外不管任何最初良好规划的部署，如果无线网络（在时间上）是耐久的则它必须能够迅速适应来自其它源的静态或动态、固定或移动的无线电通信量。

现在参考图来描述一些特定实施例。图1示意性地图示向诸如互联网的通信网络提供用户装备（UE）的连通性的多部件网络。该示例的用户装备10-15的项目与LTE基站（增强节点B（eNB））无线通信。这些eNB然后或者在21和22的情况下具有与通信基础设施20的直接有线连接（经由IP协议）或者在eNB 23-26的情况下连接至相关联的馈线终端（FT）。如在图中的31和32所示的，每个FT与馈线基站（FB）无线通信。然后向这些FB提供到通信基础设施20的有线连接（经由IP协议）。还示出回程自组织网络（SON）服务器（控制器）33，其也被示出为经由虚线标记的“回程控制”与无线回程网络的FT和FB通信，但是应该认识到所示的该连接是逻辑上的并且事实上通常将经由到通信基础设施的有线连接以及上文讨论的通向这些FB和FT的有线和/或无线连接来提供。经由演进分组核心（EPC）34来将通信基础设施20连接至通信网络（例如互联网）。在图1中示出的无线回程网络的特定示例中，节点（FB和FT）意图支持可容易且快速部署的相对小蜂窝的规定，并且在无牌照区频带中操作良好，以使得它们必须能够应对来自未经请求且不协调的无线源的同信道以及邻近信道干扰，并且此外当它们正操作的状况改变时是可适应的。

在图2中，示出七个FT和三个FB以及外部干扰源“X”。因此，为了在该无线回程网络中提供好的吞吐量，如果无线回程网络的每个节点（FT和FB）是可配置的则这得到改进以便提供高频谱效率。图2中示出的无线通信路径一般对应于FB和FT之间的视线（LOS）路径，并且因此如果与每个FT和FB相关联提供的天线可以被定向成在其通信伙伴的方向上提供强射束并抑制来自其它源的干扰则这是有利的。例如，以FB 40作为一个示例，可以看到，如果其天线的方向性与该天线与之通信的中间FT近似对准，但是具有足够宽的射束宽度，则可以在没有来自图中其它项目的明显干扰出现的情况下实现与其相关联的FT的好的通信吞吐量。类似地，FB 41可以通过被定向在近似位于其与之通信的两个FT之间的方向上并且使射束宽度具有容纳到其通信伙伴的每一个的两个视线方向的足够宽度来实现这一点。然而，在这两个示例（FB 40和FB 41）中，这可能进一步依赖于外部源“X”的强度，并且如果这在它们的方向上足够强，则FB 40和FB 41的方向定向稍稍偏离源“X”可能更好，以降低它生成的干扰。对于FB 42这是潜在更明显的问题，因为外部干扰源位于视线方向到其两个通信伙伴之间。因此，一般可能需要将FB 42定向在外部干扰源“X”的方向上，但是可能最好选择在其中心方向上具有强零值但在其通信伙伴FT的方向上具有相当强的瓣的射束图样，以便最大化它可以实现的信噪比。

图3示意性地图示在一个实施例中根据本技术的天线设备的一般配置。该天线50具有基板51，其使得天线能够可固定地安装到其物理位置52。所示的该基板51和物理位置52仅仅是一个示例，在此处在图3中该物理位置52实质上是平坦表面，但是应该认识到可以以各种各样的方式来提供天线的固定，这取决于所期望的配置的样式和天线应该被附接至的物理位置的类型。例如，在此处天线通常应该被连接至垂直分量，诸如被连接至建筑物、街道设施等等的侧面，直接提供在基体部分53的侧面上的简单安装的支架可能更适合。借助于基体部分53（在该图中不可见）内的电动机使该基体部分53在旋转部分54能够旋转通过至少360°的同时保持固定，这使得旋转部分54被旋转和保持在关于基体部分53的特定位置处。示例天线50具有由3个天线阵列部件55、56和57形成的定向天线，在图3中它们可以被看作拉长的柱状物。还在图3中可见的是由3个天线部件59、60和61形成的圆形天线阵列58。它被安装在从基板51运行通过天线设备50的垂直柱状物62顶上，以使得关于天线设备的物理位置52来固定圆形天线，但是情况不必如此并且可想到在其中圆形天线被安装在定向阵列的顶部上以使得圆形天线与其一起旋转的其他实施例。在图3中部分示出的是位于定向阵列后面且将天线阵列部件55-57耦合至收发器（也未被示出）的RF电子器件64。在其中RF链物理地靠近天线阵列部件定位的该布置意味着不管天线设备的旋转能力如何都仍维持好的信号保真度。仅需要将有限数目的信号从旋转RF链电子器件64跨过旋转界面传递到固定部分53。应该认识到，通常还向天线设备50提供天线罩盖以保护其部件，但是仅为了清楚图示的目的已经在图3的示图中去除该天线罩盖。

图4更详细地示意性图示了一个实施例中的天线设备70的部件。在该实施例中，可以看到定向天线71包括以5x5网格布置的25个天线阵列部件。在主定向天线组件后面提供RF和基带电子器件（即本质上RF链）72。归因于壳体，在图4的示图中这些不是直接可见的。天线70进一步包括后射天线73，其被定向在与前射主天线71相反的方向上。尽管图4中不可见，但是后射天线73包括形成单个天线阵列部件的单列天线阵列元件，其在物理上非常类似于前天线71的天线阵列元件的5x5阵列内的单个列。圆形天线74被安装在前射主天线71的顶部并且被配置为如上所述被用于评估天线70在其中发现自己的环境的三单极天线。还在天线设备70中提供另一GPS天线75，其被用于节点定位、定向和精确的时间同步。电动机驱动的转向机构76使得天线设备在方位上能够被定向在任何方向上，并且提供千兆以太网网络接口77来进一步连接天线。散热片78用于热耗散。还要注意，如将在下面更详细讨论的，安装在前射主天线71后面的RF和基带电子器件72也被连接至圆形天线74和后射天线73。

图5A-5C示意性地图示诸如在图4中图示的一个实施例中配置RF链的方式。仅仅为了清楚图示将示意图分为三个子图。连接C1-C29纯粹是这种方式的图示的特征，示出相应的连接如何从一个子图继续到下一个。在图5A中用5x5的方格集合80来图示前定向天线的贴片天线阵列元件。在紧邻这些的左边示出形成向后面对的天线的贴片元件列82。在图5A较下面，示出三个天线阵列元件84，其提供圆形天线。转向图5B，最靠近阵列元件的部件是第一和第二（A和B）极化开关85和86的设置。这些将RF链耦合至贴片元件的5x5阵列的下边缘（A）以及其上边缘（B）。因此可以将两个正交极化信号应用于贴片元件的5x5阵列的所有元件。要注意，极化开关85和86的这些设置还包括选择开关，其或者在选择开关87的情况下在对应天线阵列部件或终止输入端之间选择，或者在选择开关88的情况下在用于对应阵列部件的两个不同可能的连接路径之间选择。因此，尽管切换电路88仅仅使得某些天线阵列部件被启用或不被启用，但是可以看到切换电路88在用于跟随它的RF链的元件的天线阵列部件之间提供共享。某些连接路径对被配对并且馈送到加法电路89的两个输入端中，这因此使得加法电路89可被连接至的两个天线阵列部件（如果切换电路87和88的两个入射都是如此设定的话）是活动的并且通过加法电路89来相加。还经由四分之一波长（λ/4）移位器90来提供备选的可选路径。

在图5B中继续向右，由此选择的信号92被提供给方向选择电路93的设置，该方向选择电路93实现在接收器模式和发射器模式之间的切换，凭借在两个定向路径之间的选择仅允许信号在一个方向上的传递。此后，继续向右到达图5C，对于接收器路径，每个RF链都包括相移电路97或98。每个相移电路都包括4个固定长度相位路径，它们可以被选择性地啮合以便在相移电路96的情况下实现0°、60°、120°或180°的相移，或者在相移电路98的情况下实现0°、30°、60°或90°的相移。这使得能够跨阵列应用+/-60°、+/-30°和0°的相位斜坡。图5C还示出增益电路99，其被提供用于在发射器和接收器这两个方上的每个RF链。由这些增益级施加的增益中的可变性首先允许（在制造期间测量和校准的）各列之间的增益变化的规格化，并且其次在中央列的情况下可变增益在允许主瓣射束宽度以及因此邻近零位置的精细调谐方面是有利的。最后，每个RF链都包括实现RF链的进一步共享的加法电路100。

因此从图5A-C的图示将会认识到，RF链的共享使得RF电子器件的部件能够在天线（前端、后端和圆形）部件之间共享，从而实现特别归因于共享的相移电路的RF电子器件的尺寸以及其成本的减小，以使得不仅仅提供更便宜的天线设备，而且提供了其中RF电子器件可以被容易地包括在旋转的天线的部分内并且因此紧密接近天线阵列部件的天线设备。这样不仅仅的确提高了信号保真度，它还促进天线的物理旋转。

从图5A-C还要注意，为每个极化提供独立的RF链，从而允许由前端和后端天线发射和接收的信号被极化±45°（给出两个极化），在此处每个极化都载送复合I/Q调制信号。要注意，这些正交极化被用来以本领域普通技术人员将熟悉的方式载送两个MIMO（多进多出）编码数据流。应该注意，RF馈送网络可能被路由到阵列的任一边缘（顶部或侧面），但是仅仅因为这里示出的特定实施例的物理布局原因，已经选取了顶部/底部设计。可采用各种正交极化，仅仅给出三个示例：+/-45°、垂直/水平、以及右旋和左旋圆极化。最后，要注意，天线阵列部件的某些组合不能被同时激活。这允许进一步减少必须通过在这些部件之间共享RF链而提供的RF链部件的数目，然而本技术已发现可以提供如在下面将更详细一些讨论的射束图样的有用范围。

图6示意性地图示一个实施例中的天线阵列（前端、后端和圆形）110的连接。通过图6中示出的其他部件中的一些来控制该天线阵列110。回程自组织网络（BSON）客户端112（在与天线设备相同的外壳中运行的软件）提供包括天线射束宽度和方向的节点配置，并且向天线控制器114发射功率和趋零触发。该BSON客户端与外部BSON服务器（该图中未示出）通信。然而，另外，该天线控制器114可以基于载波干扰和噪声比（CINR）测量结果来自主地选择使吞吐量最大化的接收器图样。该天线控制器114通过向前端电路116传递对于发射模式、发射功率和接收器图样的配置信息来控制天线阵列。该前端控制电路16将这些转换成所要求的开关控制信号、增益控制信号和相移控制信号，它们都被传递至RF前端模块118。该RF前端模块118代表图6的一些部件，在其中找到不同于图5中的天线阵列部件的部件。该天线控制器114还指示去到天线电动机控制电路120的天线方向，该天线电动机控制电路120控制电动机122以便使天线阵列110在方位上定向。提供包括MAC 124、PHY 126和RF收发器128的调制解调器数据路径，该RF收发器128然后耦合至RF前端模块118以便向该调制解调器数据路径提供RF链会在将其传递给天线阵列110之前修改的RF信号。换言之，在MAC124和PHY 126之间发送数据分组，在PHY 126和RF收发器128之间传递数字IQ样本，并且在RF收发器128和RF前端模块118之间交换RF信号。BSON客户端112（BSON控制器）还生成由MAC124来接收的要由天线设备实施的探测计划。MAC 124（比如BSON 客户端112）与耦合至网络接口的层2桥接器126通信。

图7示出可以由诸如图5和6中图示的所配置的天线阵列生成的射束图样的子集，其示出可用的射束图样的有用范围。在图7中，可以识别以下类别的射束图样：

•具有单个主瓣和各种射束宽度的窄射束，在此处相对于主瓣，旁瓣被显著减少；

•在RF处组合信号的电子转向射束，使得天线的方向性能够达到阵列的视轴（boresight）的左边或右边；

•具有栅瓣的射束，在此处阵列图样在多个方向上具有同样强的峰值并且在其他方向上具有显著衰减（增益< 1）的深零；

•蝶形配置；

•三个‘信标’全向图样。

由此使用固定的射束图样集合与上面讨论的旋转机制相组合地提供天线设备，其通过能够在任何方向上都保持峰值增益来关于传统均匀的线性阵列实现改进。已知对于均匀的线性阵列，阵列增益随着偏离视轴的角度的增加而减小。此外，所提供的天线设备在经济上比更复杂的圆形阵列更具吸引力。例如，具有6.08λ的孔径的十个完整的收发器链将生成具有25°射束宽度的天线图样。本文中所述的天线设备的实施例具有4λ的孔径且仅使用两个收发器链（要注意在图5A到5C中示出的RF链在接收器方向上下降至两个连接并且在发射器方向上下降至两个连接），并且可以被生成的最窄射束是15°。因此，总的来说，由本技术提供的天线设备在使用多个发射器和接收器射束的富集来改进来自任何方向的分集接收和相反地干扰趋零的同时使得最大增益被定向在360°中的任何方向上。

图8示出在一个实施例的方法中所采用的一系列步骤。在步骤150处为天线设备确定射束图样模式和方位定向并且在步骤152处天线设备的电动机控制天线在方位上定向。在步骤154处将RF前端模块的选择开关设置成把所选射束图样和模式所需的可用天线部件的子集正确连接至收发器。然后，在步骤156处借助于前端电子器件中的对应增益电路和相位电路的切换将所选增益和相位供应给该活动子集。然后，最后在步骤158处，如果天线设备以发射模式来操作，则该流程继续前进至步骤160并且收发器引起从天线部件的活动子集经由RF链的发射，然而如果天线设备被操作为接收器，则该流程继续前进至步骤162，在此处收发器经由RF链从天线部件的活动子集接收。

现在将参考下面的图来描述可能由馈线基站来执行以试图在仍试图向与该馈线基站通信的各个馈线终端提供良好质量的链路的同时降低其接收射束对干扰源的灵敏度的一个过程。尽管此后描述的技术可以被应用在如参考先前的图所描述的馈线基站内，但是倘若其他形式的馈线基站支持多个不同接收射束的使用就还可以在那些馈线基站内实施这些技术。例如，在一些实施例中，为了利用在此后描述的技术，不存在对要被机械可旋转的天线组件的需要。类似地，按照图5A至5C的实施例，不存在对要在天线部件之间共享的RF电子器件的部件的需要。

图9示意性地图示根据一个实施例可以如何通过馈线终端和各个馈线基站的接收射束来观测干扰源。示出与两个馈线终端205、210通信的馈线基站200。将会认识到，通常单独的馈线基站可以被布置成与多于两个馈线终端通信，但是为了便于说明仅考虑两个馈线终端。

如图9中所示，通常的情况是馈线终端所使用的接收射束宽度相对窄，因为它们与单个馈线基站仅是点对点通信，并且相应地情况常常是窄的接收射束为馈线终端提供最佳的质量链路。然而，相比之下，馈线基站200通常将不可避免地需要使用相对更宽的接收射束宽度，以便促进从它与之通信的多个馈线终端接收通信（馈线基站参与点对多点通信）。

在该示例中，假定干扰源是归因于不属于合并馈线基站200和馈线终端205、210的无线网络的一部分的两个无线通信元件215、220之间的点对点通信而产生的。如示意性示出的，来自干扰源元件215的发射有可能被馈线终端2 210的接收射束观测到，并且还有可能的是这样的通信还可以被馈线终端1 205的接收射束观测到。类似地，馈线基站200有可能在其来自干扰源2 220的接收射束通信中观测。在一个实施例中，馈线终端可能被布置成能够调整其射束图样，和/或它们的天线组件的方位方向以防止在它们的接收射束中观测到干扰源，或者至少显著衰减来自那些干扰源的信号。

尽管在一个实施例中馈线基站200还可以被布置成调整其接收射束图样和/或其方位方向，但是试图移除或显著衰减干扰源的影响（诸如来自图9中示出的元件220的影响）的过程是明显复杂的，这归因于通信的点对多点的性质，以及特别地对馈线基站保持与各个馈线终端205、210的良好质量链路的期望。

根据一个实施例，提供一种可以由馈线基站200来实行以便在试图保持与各个馈线终端的良好质量链路的同时试图衰减干扰源的影响的趋零测试操作。参考图10的流程图来描述一个实施例的趋零测试操作。

在步骤230处，确定是否已经接收到对接收射束趋零测试操作的触发。存在可以以其来触发这样的趋零测试操作的许多方式。例如，它可以被安排成以预定间隔发生，或者可以由如例如根据所测得的信噪比值（诸如CINR值）来确定的具有各馈线终端中的至少一个的链路的质量中观测到的下降来触发。备选地或者附加地，它可以由用户动作（例如网络控制中心中的人类操作员）来触发。作为又一备选，该趋零测试操作可以被有效地不断重复，以使得一旦当前趋零测试操作已经被执行以便选择用来使用的接收射束图样，此后就发起下一趋零测试操作。

一旦在步骤230处检测到对接收射束趋零测试的触发，则在步骤235处，在步骤235处确定初始接收射束测试图样。先前讨论的图7给出可能可用的各种接收射束图样的一些示例。在一个特定实施例中，实际上存在130个可能的接收射束图样，并且在趋零测试操作期间将至少测试那些的一个子集以确定哪个被视为最适合用于与馈线终端的后续上行链路通信。在一个特定实施例中，在趋零测试操作期间测试可能的130个测试模式中的每一个。在一个实施例中哪个测试图样被选取作为步骤235处的初始测试图样的选择可以是任意的。

一旦已经选取了初始测试图样，则在步骤240处应用所选择的测试图样，并且因此控制天线组件以便采用该所选取的接收射束图样。该所选取的接收射束图样然后被保持达预定时间段。在一个实施例中，它可以被保持达在其期间可以从馈线终端接收一个帧的信息的单个帧时段。

在步骤245处，在其中采用所选取的测试图样的该预定时间段期间，馈线基站内的质量度量确定电路（其可以例如被提供在图6的天线控制器114内）将观测到从馈线终端接收的任何通信的某些特性，例如测量任何这样的通信的CINR，并且将基于那些测量结果为每个馈线终端确定链路质量度量。该链路质量度量可以采用各种各样的形式，但在一个实施例中是诸如谱效率值的吞吐量指示。

存在可以在其中执行趋零测试操作的许多场景。例如，它可以在专用测试操作期间被执行，在此处各馈线终端中的每一个都被特别安排成向馈线基站发射预定测试序列，因此有效地迫使所有馈线终端在预定时段期间通信，在该预定时段中馈线基站采用每个测试图样。然而，在一个备选实施例中，可以在现场数据通信量正被传达的同时，在无线网络的正常操作期间执行趋零测试操作。在这种情况下，不能保证在任何特定帧中所有馈线终端都将与馈线基站通信。因此，尽管在步骤245处期望为所有馈线终端确定链路质量度量，但是仅仅通过对于单个帧采用每个测试图样来实现这一点可能是不可能的。然而，如稍后将参考步骤265和270所讨论的，可以执行通过各个测试图样的多个扫描直到确定在馈线基站正使用每个可能的测试图样的同时所有馈线终端都已经与馈线基站通信至少一次（或期望的次数）为止，以使得在那时已经为所有馈线终端确定的链路质量度量。这样的过程可能受到超时条件的影响，以使得该过程没有无限期地继续下去的可能性，并且在超时的情况下则在馈线基站还没有观测到通信的情况下为任何馈线终端/测试图样组合设置预定链路质量度量（有效地指示零链路质量）将会是适当的。

在预定时段（诸如先前提到的单个帧）逝去之后，步骤245进行到步骤250，该步骤250是一个可选步骤。当在无线网络的正常使用期间（在那时现场数据被传达）执行趋零测试操作时该可选步骤可能例如是适当的。特别地，可能的情况是倘若对于特定馈线终端的链路质量不足以用来传达它希望在最后一帧期间传达的数据则在该帧期间采用所选取的测试图样。这通常将促使馈线终端在后续帧期间再试，并且期望针对该后续帧使用有可能允许通信成功的接收射束图样。因此，在一个实施例中，保持参考图样，其例如可以是在发起趋零测试操作之前使用的最后有效接收射束图样。因此，在步骤245之后，该天线组件可以被布置成对于预定数目的帧（通常多个帧）回复到该参考图样，以便提供在其中可以执行任何所要求的再试过程的可预测环境。

尽管当在无线馈线网络的正常操作期间执行趋零测试操作时这样的可选步骤是有用的，但是将会认识到在其他实施例中它可能不被使用。例如，如果趋零测试操作在具体测试操作期间（在此处迫使馈线终端中的每一个都在使用每个接收射束测试图样的时段期间与馈线基站通信）被执行，则可能在检查每个接收射束测试图样中间不存在对回复到这样的参考图样的需要。

在步骤255处，确定是否已经测试所有可能的接收射束测试图样。如先前所提到的，在一个实施例中，对所有130个可能的接收射束图样执行趋零测试操作，并且相应地在步骤255处，如果并不是所有的那些接收射束图样都已被测试，则该过程将继续进行到步骤260，在此处计算下一接收射束测试图样，并且此后在步骤240处应用该下一接收射束测试图样。然后进而对于每个测试图样重复步骤245、250直到在步骤255处确定所有测试图样都已经被测试为止。

然后该过程继续进行到步骤265，在此处确定是否存在所要求的任何更多图样扫描。如先前所提到的，期望在趋零测试操作期间对于每个测试图样都观测到来自每个馈线终端的至少一个通信。因此，在步骤265处，如果还条件还没有被满足，则在步骤270处可以使指示被执行的图样扫描的数目的值增加，并且该过程然后回到步骤235以执行通过测试图样的另一扫描。在该过程期间，归因于步骤245的多个迭代，有可能针对特定测试图样为特定馈线终端确定多个链路质量度量。在一个实施例中，在该场景中，保持足够的信息以使得能够为该特定馈线终端和测试图样组合确定平均链路质量度量。例如，在一个实施例中，可以使各个所确定的链路质量度量聚合，以及一值保持指示为该特定FT/测试图样组合确定的链路质量度量的数目，以使得稍后可以确定平均值。

在一个实施例中，如在图10中所示出的，如果需要另一扫描，则使用所有测试图样来执行该扫描。在一个备选实施例中，修改该过程以使得每个后续扫描仅采用已经凭借任意在前图样扫描获得了对于其的不充足信息的测试图样将是可能的。这可以提高趋零测试操作的操作速度。进一步地，尽管在一个实施例中在步骤265处可以确定一旦已经针对每个测试图样观测到对于每个馈线终端的至少一个测量结果则不需要更多的扫描，但是在一个备选实施例中，可以确定针对每个测试图样对于馈线终端中的每一个来说需要多个测量结果，并且这可以被用来仅仅改变用于确定是否需要多个扫描的准则。当需要多个测量结果时，链路质量度量可以被聚合并且随后被平均化。

作为当在步骤265处确定是否需要更多扫描时可以考虑的另一因素，可以估计超时条件。这可以例如参考关于被执行的扫描图样的数目而保持的值，并且当被执行的扫描图样的数目达到预定最大值时，确定不执行更多扫描，即使还没有获得针对每个测试图样关于对于每个馈线终端的链路质量的期望信息量。对于在那里已经获得不足信息量的任何馈线终端/测试图样组合，可以在那时为那些组合确定预定链路质量度量。例如，如果到达到超时条件的时间为止针对特定测试图样还没有从特定FT接收到通信，则可以为针对该FT/测试图样组合的链路质量度量提供一个值（这可以有效地指示已经观测到零质量链路）。

在没有对馈线基站的天线组件的方位方向作出任何改变的情况下执行上述过程。在一个实施例中，意图的确是与天线组件的方位方向独立地执行趋零测试操作，并且因此假设天线组件的方位不会因为趋零测试操作而改变，并且反而趋零测试操作的目标是实现已考虑到干扰源且已考虑到馈线基站的天线组件的当前方位方向而使用的最适当射束图样。然而，如由图10中的虚线框275所指示的，如果需要的话，可以对于天线组件的多个不同可能的方位方向中的每一个来重复整个上述过程。这将有效地产生可能然后被传递至最后处理步骤280的多组结果。

每个单独组的结果在本文中都将被称为质量度量/图样谱，在图11中针对馈线基站正与两个馈线终端通信的场景示意性地图示其示例。该谱估计在每个可能的测试图样下每个馈线终端的质量度量。如先前参考图10所提到的，如果为图样和馈线终端的任何特定组合确定多个链路质量度量，则在一个实施例中它们可以被聚合，在这种情况下该谱将包括对于每个测试图样的已聚合的质量度量，并且如先前提到的通常将保持关于所观测到的链路质量度量的数目的足够信息以便使得能够确定平均链路质量。

图11示出作为执行步骤235一直到270的结果而获得的链路质量度量/图样谱。如果对于多个不同的馈线基站方位方向重复那些步骤，则将会认识到将会获得多组质量度量/图样谱。

如可以从图11的示例看到的，情况常常是对于一个馈线终端给出良好链路质量度量的特定测试图样可能不会对于另一个那样做。例如从点305与点310的比较这是显而易见的，点305看起来指示对于馈线终端FT1给出最佳链路质量的测试图样，点310指示当使用同一测试图样时的链路质量度量，但是这次是对于馈线终端FT2。类似地，与FT2相关联的值315与观测到对于FT1的明显降低的链路质量度量320的测试图样有关。因此，将会认识到，多个馈线终端的存在并且特别地馈线基站用来选取促进接收来自那些多个馈线终端的通信的接收射束图样的要求会使确定用于后续通信使用的适当测试图样的过程复杂。

返回图10，在步骤280处，因此调用试图基于作为先前描述的过程的结果而获得的链路质量度量/图样谱数据来计算最优接收射束图样的过程。如先前所提到的，如果在多个方位方向上进行测试，则实际上在这时将是多个链路质量度量/图样谱输入。

在一个实施例中，接收射束确定电路（其可以例如被提供在天线控制器114内）被用来使用链路质量度量/图样谱来执行步骤280处的调和均值计算以便确定用于使用的最优接收射束图样。可选地，该接收射束确定电路还可以接收当执行该调和均值计算时考虑的其他输入。例如，它可以接收与各个馈线终端相关联的权重信息，该信息有效地提供对于各个馈线终端的相关权重。例如在不同馈线终端具有与其相关联的不同服务级别的情况下这是有用的，并且因此在决定适当接收射束图样时考虑该服务级别时非常有用的。这将例如指示根据它们约定的服务级别某些馈线终端需要比其他更高质量的链路的情况。在这样的实施例中，在提供权重信息的情况下，则可以执行加权的调和均值计算以便将该附加信息考虑在内。

如先前所提到的，如果在步骤275处对于多个方位方向也重复该过程，则可以进一步调整在步骤280处的计算以便选取要用于后续通信使用的方位方向和接收射束图样的最优组合。

图12更详细地图示参考图10所讨论的过程的一个特定实施方式。在步骤400处，确定是否已经检测到对于执行接收射束趋零测试操作的触发。如果是的话，则在步骤405处初始化一定数目的参数。特别地，将扫描数目初始化为零，将参考图样设置成等于在趋零测试操作被触发之前使用的接收射束图样，并且将每个用户的图样统计量（stats）初始化成零。进一步地，如果提供任何用户权重信息，则在这时设置那些用户权重值。

在步骤410处，计算初始接收射束测试图样并且然后当在步骤415处检测到帧的开始时，在步骤420处将所选测试图样应用于馈线基站的接收器。

在步骤425处，针对每个用户并且针对当前所选的射束图样确定链路质量度量。如先前所提到的，可以例如通过根据所测得的CINR来计算吞吐量来确定这一点。在步骤430处，然后针对所选图样和用户更新每个用户的图样统计量。在该示例实施例中，假设在现场数据通信期间执行该过程，并且相应地可能需要多次扫描，并且因此可以在步骤430处针对特定用户和特定图样来随着时间观测多个链路质量度量。如先前所提到的，在一个实施例中，可以通过使链路质量度量聚合并且使度量的数目增加来保持这些多个所确定的链路质量度量，以便记录已经聚合了多少个度量。

在帧结束时，在步骤435处初始化参考图样计数，并且然后一旦在步骤440处已经检测到下一帧，就在步骤445处应用参考图样。在这时，天线组件现在将正采用该参考图样，如先前所提到的该参考图样是在趋零测试操作被触发之前正使用的最后一个接收射束图样。在步骤450处，然后可以以与步骤425处针对测试图样大致相同的方法来导出针对该参考图样对于每个用户的链路质量度量。然后在步骤455处，可以以如先前在步骤430处关于测试图样所讨论的大致相同的方式来更新对于参考图样的每个用户的图样统计量。在步骤460处，在当前帧结束时使参考图样计数增加，并且然后在步骤465处确定参考图样计数是否大于每个测试图样值的参考计数，从而指示对于每个测试图样中间参考图样应该使用的帧的数目。如果不是那样的话，则过程返回步骤440，然而否则该过程继续进行到步骤470。

因此，凭借步骤440-465，将会认识到参考图样被用于针对单个帧被测试的每个测试图样之间的多个帧。如先前所提到的，当在无线网络的正常使用期间执行趋零测试操作时这提供稳定性，因为它继续允许将实际数据从FT发射至基站，不管所采用的各个测试图样的适用性如何。

在步骤470处，确定是否已经到达扫描的末尾，并且如果没有的话在步骤475处计算下一测试图样并且该过程返回步骤415。

一旦在步骤470处已检测到扫描的末尾，则在步骤480处确定是否已经接收到每个用户且每个图样的最小数目的测量结果，或者是否已经达到超时条件。如果没有的话，则在步骤485处使扫描数目增加并且该过程返回步骤410。

一旦确定已经接收到每个用户且每个图样的最小数目的测量结果，或者检测到超时条件，则该过程继续进行到步骤490，在此处根据用户权重信息（如果提供的话）并且根据对于每个用户和每个图样观测的平均质量度量来计算最优射束图样。在该示例中，假设馈线基站的方位方向没有改变，并且相应地将不会受到趋零测试操作的影响。然而，如果如参考图10所讨论的，还期望对每个方位方向进行测试，则可以执行作为步骤480和490之间的外层循环的方位的调整，在此处对于每个不同的所选方位方向该过程然后返回步骤405以重新执行整个过程并且产生另一组链路质量度量/图样数据。然后在步骤490处，确定射束图样和方位的最优组合。

如先前所提到的，在一个实施例中通过实施稍后将更详细讨论的加权的调和均值计算来执行步骤490。一旦已经执行该计算，则在步骤492处将参考图样设置成所计算的最优图样，并且此后在步骤494处应用参考图样，在这时该过程在步骤496处完成。因此，所计算的最优图样变成新的参考图样，该新的参考图样然后将被用作用于后续趋零测试操作的参考图样。如果测试结合多个方位方向，则在步骤492/494处还选择且应用方位方向。

图13A示意性地图示在一个实施例中加权的调和均值计算的输入和输出。特别地，该加权的调和均值计算500通过路径505接收每个测试图样以及每个用户的图样统计量，这些图样统计量在本文中还被称为质量度量/图样谱，如例如在图11中示意性图示的。而且，通过路径510输入每个用户的权重。作为在加权的调和均值计算内使用那些输入的结果，如由通过路径515的输出而指示的确定接收射束图样，并且然后如由框518所指示的该所确定的接收射束图样被用于后续通信。

图13B是类似的图但是针对在其中方位方向也改变的一个实施例。因此，通过路径525的输入针对每个所选方位方向、每个测试图样以及每个用户的图样统计量，并且因此通过路径525该过程将接收对于每个所选方位方向的质量度量/图样谱。再次地将通过路径510输入每个用户的权重。通过路径535，将输出所计算的方位方向和接收射束图样的最优组合的指示，然后如框535所指示的这将被用于后续通信。

图14是更详细地图示根据一个实施例的加权的调和均值吞吐量计算的执行的流程图，在该示例中假设采取图13A的方法，并且相应地已经确定单个质量度量/图样谱。在步骤600处，确定该过程已准备好计算最优接收天线参数，这是当到达图10的步骤280或图12的步骤490的情况。

在这时，质量度量/图样谱是可用的，并且可以例如采用由曲线图625所示出的形式。如先前参考图11所讨论的，该曲线图有效地提供了对于馈线终端中的每一个链路质量与测试图样的关系的图。

然后该过程继续进行到步骤610，在此处使用图14中的步骤610的右手侧示出的公式来执行加权的调和均值操作。特别地，使用该质量度量/图样谱以及对于各个馈线终端的任何所提供的权重信息为每个候选天线接收射束图样确定质量的加权调和均值（Qwhm）。这导致诸如以示例的方式参考图14的曲线图630所示出的输出的生成。如可以从图14看到的，该计算的输出提供考虑对于馈线终端的每一个的各个图以及对于馈线终端的权重信息的质量与接收射束图样的关系的图。

在步骤610之后，然后在步骤615处，选择对应于最大Qwhm值的天线接收射束图样。在该示例中，为基站选取接收射束图样121，其在示图635中通过带点的图样640示出。实线图样645表示在该特定示例中基站所采用的发射射束图样。图样650、652、654表示各个馈线终端所使用的发射和接收射束图样。圆圈650表示全向干扰源。如将从示图635认识到的，当考虑基站对该干扰源的考量时，在该干扰源650的方向上在接收射束图样640中存在趋零，因此显著衰减了如在基站处观测到的该干扰源的影响。

如果作为代替采取了图13B的方法，并且相应地存在对于不同方位方向的多个可用的质量度量/图样谱，则可以如下采取图14的过程。特别地，可以使用相关联的质量度量/图样谱来针对每个方位方向重复步骤610。然后可以在曲线图630内覆盖来自步骤610的每次迭代的结果。然后在步骤615处，检测到最大Qwhm值，并且然后确定与该最大值相关联的接收射束图样和方位。基站内的接收天线然后可以被布置成采取针对与馈线终端的后续通信所确定的方位方向，以及所确定的接收射束图样。

已经参考在馈线基站内采取的步骤描述了上述趋零测试操作。图15图示如果需要的话还可如何在馈线终端内实施该过程的简化版本。根据图15与先前描述的图10的比较，将会认识到参考数字序列“700”通常与图10中使用的参考数字序列“200”相对应。然而，步骤745与步骤245的稍稍不同之处在于，仅需要为每个测试图样（即为从馈线基站到该馈线终端的下行链路通信）确定单个链路质量度量。再次地，如果在现场网络通信量期间被使用，则可以使用可选步骤750以使得在馈线终端处接收射束回复到用于每个被测接收射束之间的多个帧的参考图样，以便确保在使用在步骤740处应用的测试图样的同时馈线基站的确发送的任何通信（并且因为该测试图样的不适当的性质该通信可能还没有被接收到）现在都可以被接收到。在步骤775处，如果按照先前所述的实施例馈线终端具有机械可旋转天线组件，则如果需要的话可以针对多个所选馈线终端方位方向中的每一个来重复图15的前面的部分的过程。

于是步骤780没有图10的等同步骤280复杂，因为将会认识到在图15的过程期间形成的质量度量/图样谱仅仅涉及单个馈线终端。因此，在一个实施例中，所有需要的是检测给出最大链路质量度量（或者如果已经观测到多个链路质量度量的话最大平均链路质量度量）的测试图样。如果在多个方位上进行测试，则还可以修改该计算以便选择给出最大链路质量度量（或最大平均链路质量度量）的特定测试图样和方位组合。

如先前所提到的，可以在各种各样的不同部署中执行上述趋零测试操作，并且上述配置过程不限于先前描述的馈线基站的特定设计。然而，它以说明的方式提供了一种用于控制先前所述的馈线基站的特别有效的机制。特别地，如例如参考图5所讨论的，根据该实施例，在RF级（即在无线电级）处而不是在基带级（即在数字信号处理级）处执行射束形成，该基带级将是图5中示出的部件的右边的级，其接收由图5中示出的部件产生的接收信号对。上述趋零测试操作可以由天线控制器114来实施，以便产生前端控制电路116然后可以促使元件118通过适当的开关、衰减器和相移控制来采用的适当接收器图样。如先前所提到的，图6中的块118有效地表示图5中除天线阵列部件外的所有部件。

在本申请中，词语“被配置成…”被用来意指设备的元件具有能够实施所限定的操作的配置。在该上下文中，“配置”意指硬件或软件的互连的布置或方式。例如，该设备可以具有提供所限定的操作的专用硬件、或者处理器或其他处理器件可以被编程为执行该功能。“被配置成”不暗示需要以任何方式来改变该设备元件以便提供所限定的操作。

尽管已经在本文中描述了特定实施例，但是将会认识到，本发明不限于此且可以在本发明的范围内对其进行许多修改和添加。例如，在不偏离本发明的范围的情况下，可以得到下面的从属权利要求的特征与独立权利要求的特征的各种组合。

Claims

1.用于操作为无线网络中的基站的天线设备，其包括：

天线组件，其用来采用选自多个接收射束图样的接收射束图样；

接收射束图样控制器，其用来促使天线组件在趋零测试操作期间采用所述多个接收射束图样中的每一个；

质量度量确定电路，其用来针对在所述趋零测试操作期间采用的每个接收射束图样基于在天线组件正采用该接收射束图样的同时多个无线终端和基站之间的通信来为多个无线终端中的每一个确定链路质量度量；以及

接收射束确定电路，其用来根据针对多个接收射束图样中的每一个为多个无线终端确定的链路质量度量来确定要被用于与该多个无线终端的后续通信的来自所述多个接收射束图样的接收射束图样。

2.根据权利要求1所述的天线设备，其中该接收射束确定电路被布置成接收与至少一个无线终端相关联的权重信息，并且被布置成当确定要被用于后续通信的接收射束图样时与链路质量度量相组合地利用该权重信息。

3.根据权利要求2所述的天线设备，其中该权重信息指示要被提供给无线终端中的至少一个的服务级别。

4.根据任一前述权利要求中所述的天线设备，其中该接收射束确定电路被配置成执行使用针对多个接收射束图样中的每一个为多个无线终端确定的链路质量度量作为输入的调和均值操作，以便确定要被用于后续通信的接收射束图样。

5.根据当从属于权利要求2时权利要求4所述的天线设备，其中该调和均值操作是加权的调和均值操作并且该接收射束确定电路利用权重信息作为该加权的调和均值操作的进一步输入。

6.根据任一前述权利要求中所述的天线设备，其中该链路质量度量是对于相关联的无线终端的吞吐量指示。

7.根据任一前述权利要求中所述的天线设备，其中该趋零测试操作被继续直到由基站观测到针对多个接收射束图样中的每一个的来自多个无线终端中的每一个的通信为止。

8.根据权利要求7所述的天线设备，其中：

该接收射束图样控制器被布置成执行一个或多个图样扫描，在每个图样扫描期间针对预定时间段采用该多个接收射束图样中的一个或多个；

在当前图样扫描结束之后，如果还没有观测到针对至少一个接收射束图样的来自至少一个无线终端的通信则执行后续图样扫描。

9.根据权利要求8所述的天线设备，其中当多个图样扫描的执行促使在天线组件正采用特定接收射束图样的同时无线终端和基站之间的通信被基站观测到多次时，该质量度量确定电路被配置成保持信息以使得能够在该特定接收射束图样下为该无线终端确定平均链路质量度量。

10.根据权利要求7至9中的任一项所述的天线设备，其中：

该接收射束图样控制器被布置成在检测到超时条件时终止趋零测试操作；以及

该质量度量确定电路被布置成针对每个接收射束图样为当趋零测试操作已终止时针对该接收射束图样还没有观测到来自其的通信的任何无线终端分配默认链路质量度量值。

11.根据权利要求7所述的天线设备，其中在该趋零测试操作期间，无线终端中的每一个都被安排成在采用每个接收射束图样的时段期间与基站通信。

12.根据任一前述权利要求中所述的天线设备，其中在基站和多个无线终端正操作以传达正常数据通信量的同时执行该趋零测试操作。

13.根据权利要求12所述的天线设备，其中：

该接收射束图样控制器被布置成在趋零测试操作期间促使天线组件对于被采用的所述多个接收射束图样中的每一个之间的时间段采用参考接收射束图样。

14.根据权利要求1至11中的任一项所述的天线设备，其中在基站和多个无线终端正以在其中该各无线终端被布置成向基站发出测试通信量的测试模式中操作的同时执行趋零测试。

15.根据任一前述权利要求中所述的天线设备，其中该天线组件是可旋转天线组件，并且该天线设备进一步包括：

用来旋转可旋转天线组件以便改变可旋转天线组件的方位方向的旋转控制器；

其中：

该旋转控制器被配置成在该趋零测试操作期间执行旋转扫描操作以便将可旋转天线组件旋转到多个所选方位方向中的每一个，该接收射束图样控制器被布置成促使在每个所选方位方向处多个接收射束图样中的每一个都要被采用至少一次；

该质量度量确定电路被配置成针对在每个所选方位方向处的每个接收射束图样为每个无线终端确定链路质量度量；以及

该接收射束确定电路被布置成确定要被用于后续通信的接收射束图样和天线组件要被定位用于该后续通信的方位方向二者。

16.根据任一前述权利要求中所述的天线设备，其中该链路质量度量涉及从相关联的无线终端到基站的上行链路通信。

17.根据任一前述权利要求中所述的天线设备，其中该无线网络是用于将核心网络耦合至无线接入网络的无线回程网络，并且该基站是用于到核心网络的连接的馈线基站。

18.根据权利要求17所述的天线设备，其中该无线终端中的至少一个是用于到无线接入网络的接入点的连接的馈线终端。

19.一种在操作为无线网络中的基站的天线设备中执行空间趋零的方法，该天线设备具有采用选自多个接收射束图样的接收射束图样的天线组件，该方法包括：

在趋零测试操作的执行期间控制该天线组件采用所述多个接收射束图样中的每一个；

针对在所述趋零测试操作期间采用的每个接收射束图样，基于在天线组件正采用该接收射束图样的同时多个无线终端和基站之间的通信来为多个无线终端中的每一个确定链路质量度量；以及

根据针对多个接收射束图样中的每一个为多个无线终端确定的链路质量度量来确定要被用于与该多个无线终端的后续通信的来自所述多个接收射束图样的接收射束图样。

20.用于操作为无线网络中的基站的天线设备，包括：

天线装置，其用于采用选自多个接收射束图样的接收射束图样；

接收射束图样控制装置，其用于控制该天线装置在趋零测试操作期间采用所述多个接收射束图样中的每一个；

质量度量确定装置，其用于针对在所述趋零测试操作期间采用的每个接收射束图样基于在天线装置正采用该接收射束图样的同时多个无线终端装置和基站之间的通信来为多个无线终端装置中的每一个确定链路质量度量；以及

接收射束确定装置，其用于根据针对多个接收射束图样中的每一个为多个无线终端装置确定的链路质量度量来确定要被用于与多个无线终端装置的后续通信的来自所述多个接收射束图样的接收射束图样。