DE202006021138U1

DE202006021138U1 - Antennen-Virtualisierung in Kommunikationssystemen

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Publication number: DE202006021138U1
Application number: DE202006021138U
Authority: DE
Original assignee: Beceem Communications Inc
Current assignee: Broadcom Corp
Priority date: 2005-08-18
Filing date: 2006-08-17
Publication date: 2013-01-10
Anticipated expiration: 2016-08-18
Also published as: EP2639971B1; EP2639971A1; EP2518909B1; EP1925103B1; EP2518908A2; KR101285231B1; JP2009505586A; US7684511B2; US7450657B2; WO2007022430A3; KR20080036210A; WO2007022430A2; EP2518909A2; EP2518909A3; EP1925103A4; DE202006021141U1; EP1925103A2; EP2518908A3; EP2518908B1; US20070041465A1

Abstract

Kommunikationssystem mit: einer Vielzahl von Antennen; und einer Virtualisierungskomponente mit einer Vielzahl von Ausgängen, die mit der Vielzahl von Antennen verbunden sind, wobei die Virtualisierungskomponente mit wenigstens einem Eingangsstrom aus einem Codierer verbunden ist, wobei die Virtualisierungskomponente so konfiguriert ist, dass sie eine Vielzahl von Sendesignalen aus dem wenigstens einen Eingangsstrom durch Anwenden wenigstens einer Signaltransformation auf den wenigstens einen Eingangsstrom erzeugt, wobei jedes der Vielzahl von Sendesignalen von einer jeweiligen der Vielzahl von Antennen gesendet wird, so dass das gemeinsame Senden der Vielzahl von Antennen ein Strahlungsmuster formt, das von wenigstens einer virtuellen Antenne zu stammen scheint, wobei die Anzahl der virtuellen Antennen geringer ist, als die Anzahl der Vielzahl von Antennen.

Description

VERWANDTE ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Nutzen der US-Patentanmeldung Nr. 60/709,589, hinterlegt am 18. August 2005.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegend bereitgestellten Ausführungsformen beziehen sich auf Signalverarbeitung.
HINTERGRUND
Drahtlose digitale Kommunikationssysteme dafür vorgesehen, eine kosteneffiziente Alternative zu verkabelten und Digital Subscriber Line(DSL)-Techniken oder Datendiensten zu bieten. Ein Beispiel für drahtlose digitale Kommunikationssysteme ist die Worldwide Interoperability for Microwave Access Technik, bzw. die sogenannte „WiMAX”-Technik. Die WiMAX-Technik beruht auf dem IEEE 802.16e Luftschnittstelle-Standard und stellt einen vielversprechenden Rahmen für drahtlose Breitbandanwendungen dar. WiMAX hat das Potenzial, sowohl für stationäre als auch für mobile Benutzer komplette Internet- und Digital-Sprachdienste zu ermöglichen.
Die WiMAX-Netzwerkarchitektur weist eine Subscriber Station (SS; Teilnehmerstation) auf, die mit einer Base Station (BTS; Basisstation) über eine drahtlose Verbindung oder Schnittstelle kommuniziert. Die BTS hat PHY- und Media Access Controller(MAC)-Funktionalität, wobei die PHY-Funktionalität für das Codieren und Decodieren zwischen einer rein digitalen Domäne und einer Modulation in der analogen Domäne sorgt. WiMAX verwendet Orthogonal Frequency Divison Multiplexing (OFDM; orthogonales Frequenzmultiplexen) wegen der von OFDM angebotenen Robustheit hinsichtlich Mehrwegausbreitung und der Verwendung mehrerer Antennensysteme. Das orthogonale Frequenzmultiplexen (OFDM) ist eine Modulationstechnik für Übertragungen, die auf der Idee des Frequency Division Multiplexing (FDM; Frequenzmultiplexen) beruht, bei dem jeder Frequenzkanal mittels einer einfacheren Modulation moduliert wird. Beim OFDM sind die Frequenzen und die Modulation des FDM so ausgelegt, dass sie zueinander orthogonal sind, wodurch die Interferenz zwischen Kanälen reduziert oder beseitigt wird.
OFDM beruht auf der Theorie, dass, weil Niedrigraten-Modulationen (Modulationen mit verhältnismäßig langen Symbolen im Vergleich zu den Kanalzeiteigenschaften) weniger empfindlich gegenüber Mehrweg sind, es besser ist, mehrere Niedrigratenströme parallel zu senden, als eine Wellenform mit hoher Rate zu senden. OFDM funktioniert auf diese Weise, weil es im Betrieb das Frequenzspektrum in Unterbänder aufteilt, die ausreichend klein sind, dass die Kanalwirkungen über ein gegebenes Unterband konstant (flach) sind. Ein herkömmliches Modulationsschema (z. B. BPSK, QPKS, M-QAM, etc.) wird dann verwendet, um Informationen über das Unterband zu senden, und die schnellen Wechselwirkungen des Kanals (Mehrweg) werden wesentlich reduziert oder beseitigt, da sie nun während der Übertragung eines einzigen Symbols auftreten und beim Empfänger somit wie flaches Abklingen (flat fading) behandelt werden.
WiMAX implementiert OFDM zusammen mit der Verwendung mehrerer Antennen. Die bei WiMAX verwendeten Mehrantennensysteme umfassen die Verwendung mehrerer Sende- und mehrerer Empfangsantennen, um ein Multiple-Input Multiple-Output (MIMO; Mehrfacheingang-Mehrfachausgang) System bereitzustellen. Das MIMO-System ist ein Mehrantennen-Kommunikationssystem, das wesentliche Steigerungen des Durchsatzes und der Reichweite bei gleicher Bandbreite und bei den gleichen Aufwendungen für Gesamtsendeleistung ermöglicht. Im Allgemeinen steigert die MIMO-Technik die Spektraleffizienz eines drahtlosen Kommunikationssystems. Die drahtlose MIMO-Kommunikation nutzt Phänomene wie Mehrwegausbreitung aus, um den Datendurchsatz und die Reichweite zu steigern oder Bitfehlerraten zu reduzieren, und versucht nicht, Wirkungen der Mehrwegausbreitung zu beseitigen, wie dies traditionelle SISO(Single-Input Single-Output; Einzeleingang-Einzelausgang)-Kommunikationssysteme tun. MIMO multipliziert die Punkt-zu-Punkt-Spektraleffizienz durch Verwendung mehrerer Antennen und Funkfrequenzketten an der BTS und der SS. MIMO erzielt eine vielfache Steigerung des Durchsatzes im Vergleich zu SISO-Systemen durch sorgfältiges Codieren der gesendeten Signale über Antennen, OFDM-Symbole und Frequenztöne; diese Steigerung des Durchsatzes wird im Allgemeinen ohne Einfluss auf die Systembandbreite oder die Sendeleistung implementiert.
Es wurde damit gezeigt, dass die Kanalkapazität (eine theoretische Obergrenze des Systemdurchsatzes) für ein MIMO-System mit der Steigerung der Antennenanzahl vergrößert wird, proportional zur minimalen Anzahl von Sende- und Empfangsantennen. Die Sendeseite typischer MIMO-Systeme verwendet mehrere Sendeantennen, während Empfänger Einzelantennen oder mehrere Antennen aufweisen können. Bei einem Mehrantennensystem sendet der Sender typischerweise unterschiedliche Signale von jeder Sendeantenne, und diese Signale werden als Ströme bezeichnet.
Bei einem herkömmlichen MIMO-System ist die Anzahl der Sendesignale oder -ströme gleich der Anzahl von Antennen, jedoch ist in einigen Fällen die Anzahl der verwendeten Sendeantennen größer, als die Anzahl der Sendeströme. Bei solchen Systemen besteht folglich ein Bedarf, „M” reale Antennen als „N” virtuelle Antennen (N < M) erscheinen zu lassen, wobei jede virtuelle Antenne von einem Sendestrom getrieben wird. Die virtuelle Antenne muss sich effektiv wie eine reale Antenne verhalten und sollte das Winkelmuster der realen Antenne einigermaßen abdecken. Die Vorteile der Virtualisierung schließen verbesserte Diversität bei der Verbindung und Verstärkernennleistung mit weniger Strom (aber mit einer größeren Antennenanzahl) ein, sind jedoch nicht hierauf beschränkt.
EINBINDUNG DURCH BEZUGNAHME
Jede Veröffentlichung, jedes Patent und/oder jede Patentanmeldung, die in der vorliegenden Schrift genannt sind, werden durch Bezugnahme in vollem Umfang hierin so eingeschlossen, als ob jede einzelne Veröffentlichung, jedes einzelne Patent und/oder jede einzelne Patentanmeldung spezifisch und einzeln genannt wäre, um durch Bezugnahme eingeschlossen zu werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm eines Kommunikationssystems, das eine Virtualisierungskomponente aufweist, gemäß einer Ausführungsform.
2 ist ein Blockdiagramm einer Virtualisierungskomponente, die vier (4) physikalische Antennen in eine Anzahl N virtueller Antennen virtualisiert, gemäß einer Ausführungsform.
3A ist ein Blockdiagramm einer Virtualisierungskomponente, die vier (4) physikalische Antennen in eine Anzahl N virtueller Antennen virtualisiert, gemäß einer alternativen Ausführungsform.
3B ist ein Blockdiagramm einer Virtualisierungskomponente, die vier (4) physikalische Antennen in eine Anzahl N virtueller Antennen virtualisiert, gemäß einer anderen alternativen Ausführungsform.
4A ist ein Blockdiagramm einer Virtualisierungskomponente, die vier (4) physikalische Antennen in eine Anzahl N virtueller Antennen virtualisiert, gemäß einer noch anderen alternativen Ausführungsform.
4B ist ein Blockdiagramm einer Virtualisierungskomponente, die vier (4) physikalische Antennen in eine Anzahl N virtueller Antennen virtualisiert, gemäß einer noch anderen alternativen Ausführungsform.
5 ist ein Blockdiagramm einer Virtualisierungskomponente, die zwei (2) physikalische Antennen in eine (1) virtuelle Antenne virtualisiert, gemäß einer Ausführungsform.
6 ist ein Blockdiagramm einer Virtualisierungskomponente, die zwei (2) physikalische Antennen in eine (1) virtuelle Antenne virtualisiert, gemäß einer alternativen Ausführungsform.
7 ist ein Blockdiagramm einer Virtualisierungskomponente, die zwei (2) physikalische Antennen in eine (1) virtuelle Antenne virtualisiert, gemäß einer anderen alternativen Ausführungsform.
8 ist ein Blockdiagramm einer Virtualisierungskomponente, die vier (4) physikalische Antennen in eine Anzahl N virtueller Antennen virtualisiert, gemäß einer Ausführungsform.
9 ist ein Blockdiagramm einer Virtualisierungskomponente, die vier (4) physikalische Antennen in eine Anzahl N virtueller Antennen virtualisiert, gemäß einer alternativen Ausführungsform.
10 ist ein Blockdiagramm einer Virtualisierungskomponente, die vier (4) physikalische Antennen in eine Anzahl N virtueller Antennen virtualisiert, gemäß einer anderen alternativen Ausführungsform.
11 ist ein Flussdiagramm zur Kommunikation mit virtuellen Antennen, gemäß einer Ausführungsform.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Vorliegend werden Kommunikationssysteme und -vorrichtungen beschrieben, bei denen mehrere Sendesignale aus einem Eingangsstrom oder -signal erzeugt werden. Die vorliegend beschriebenen Kommunikationssysteme und -vorrichtungen, die insgesamt als Antennenvirtualisierung oder virtuelles Antennensystem bezeichnet werden, erzeugen aus jedem Eingangsstrom mehrere Sendesignale, die, wenn sie in mehrere Antennen getrieben werden, ein Strahlungsmuster erzeugen, dass effektiv aus einer einzigen Antenne zu stammen scheint. Die Kommunikationsvorgänge umfassen das Empfangen wenigstens eines Eingangsstroms. Der Eingangsstrom weist Kommunikationssignale auf, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Mehrere Sendesignale werden aus dem empfangenen Eingangsstrom erzeugt; die Anzahl der erzeugten Sendesignale ist größer, als die Anzahl der empfangenen Eingangsströme. Die Erzeugung der Sendesignale umfasst das Transformieren des Eingangsstroms. Das Transformieren schließt das Anlegen/Anwenden eines oder mehrerer einer variablen Verzögerung, einer Phasenverschiebung und einer Signalformung an/auf Informationen des Eingangsstroms ein. Die Transformationen durch variable Verzögerung, Phasenverschiebung und Signalumformung sind im Einzelnen unten beschrieben. Die Sendesignale werden von einer separaten oder jeweiligen Antenne eines Antennensystems gesendet.
Virtualisierung bedeutet vorliegend das Senden von mehreren Antennen derart, dass die resultierenden Sendungen effektiv als eine Sendung von einer einzigen Antenne erscheinen. Das vorliegend beschriebene Virtualisierungssystem, das auch als virtuelles Antennensystem bezeichnet wird, betreibt oder konfiguriert somit eine Anzahl M von Antennen, so dass die Antennen als eine andere Anzahl N von Antennen erscheinen. Bei einer Ausführungsform ist die Anzahl N von Antennen verhältnismäßig geringer, als die Anzahl M. Die vorliegend beschriebene Virtualisierung stellt Verbindungsdiversität und eine verhältnismäßig effizientere Verwendung von Stromverstärkern bereit.
Das virtuelle Antennensystem stellt Diversität bereit, was zu einer zuverlässigeren Kommunikationsverbindung führt. Die Diversität wird erzielt, weil das virtuelle Antennensystem einen Sendeparameter wie z. B. Signalstärke oder Polarisationswinkel als Funktion der Frequenz wobbelt, wie vorliegend beschrieben wird. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass Signalenergie von einer Vorrichtung in irgendeinem Bereich des Vorrichtungsempfangsspektrums empfangen wird. Diese Diversität verringert somit die Möglichkeit eines kompletten Kommunikationsverbindungsausfalls im Fall eines flachen Abklingens der Frequenz oder einer Polarisationsdiskrepanz. Die mehreren Antennen des virtuellen Antennensystems ermöglichen auch die Verwendung mehrerer Stromverstärker mit kleineren Raten (z. B. sendet ein virtualisiertes Antennensystem insgesamt 40 Watt mit vier (4) Antennen mittels eines 10 Watt-Stromverstärkers in jedem der vier Antennensignalpfade, während ein typisches Einzelantennensystem einen 40 Watt-Stromverstärker im Signalpfad benötigt).
In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Einzelheiten eingeführt, um zu einem profunden Verständnis von Ausführungsformen der Antennenvirtualisierung zu führen und deren Beschreibung zu ermöglichen. Der Fachmann erkennt jedoch, dass die Antennenvirtualisierung ohne eine oder mehrere der spezifischen Einzelheiten oder mit anderen Komponenten, Systemen, etc. implementiert werden kann. In anderen Fällen sind bekannte Strukturen oder Vorgänge nicht gezeigt oder nicht im Einzelnen beschrieben, um verwirrende Aspekte der Antennenvirtualisierung zu vermeiden.
Nachstehend sind verschiedene Signalverarbeitungsoperationen beschrieben. Diese Operationen schließen beispielsweise Null-Operationen, Cyclic Delay Diversity(CDD; zyklische Verzögerungsdiversität)-Operationen und Amplitudenformungs-Operationen ein, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Jede dieser Signalverarbeitungsoperationen ist unten beschrieben.
Eine Null-Operation ist eine Operation, die das Eingangssignal nicht transformiert. Die Null-Operation führt auch keine Filterung des Eingangssignals durch.
Die CDD-Operation verschiebt das Signal in der Zeitdomäne um eine Verzögerung δ und/oder führt äquivalent in der Frequenzdomäne eine progressive Phasenverschiebung von OFDM-Tönen durch. In der Zeitdomäne führt CDD zu einer zyklischen Rotation der Signaldaten durch Verschieben der Symbole des Signals oder der Wellenform um eine vorbestimmte Zeiteinheit.
Das Äquivalent der zyklischen Verzögerung kann durch eine Phasenverschiebung der OFDM-Töne über exp(–j2πkδ/N) erhalten werden, wobei k den Tonindex und N die Anzahl der Töne (d. h. die Größe der Fast Fourier Transform (FFT; schnelle Fourier-Transformation)) repräsentiert. Die Verzögerung δ kann für verschiedene CDD-Blöcke variabel sein und kann positive und negative Werte haben, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Die von CDD bereitgestellte Diversität kann am besten verstanden werden, indem die Ausführungsform des Anlegens einer Phasenrampe an eines der Eingangssignale in einem Zwei-Antennen-System studiert wird. Das Anlegen einer Phasenrampe an ein Sendesignal führt dazu, dass die beiden Antennen einen „Strahl” formen, der als Funktion der Frequenz über das interessierende Band wobbelt. Die Phasenrampe kann eine positive oder negative Steigung haben, kann jeden beliebigen Anstiegswert aufweisen, und ist nicht auf eine positive lineare Rampe beschränkt. Beispielsweise fährt oder wobbelt das gesendete Signal von niedriger Frequenz zu hoher Frequenz hinauf. Als weiteres Beispiel fährt oder wobbelt das gesendete Signal von hoher Frequenz zu niedriger Frequenz hinunter. Die Verwendung von CDD erhöht somit die Wahrscheinlichkeit, dass ein mobiles Gerät das gesendete Signal empfängt, weil die Energie des gesendeten Signals als Winkelfunktion über ein Frequenzband wobbelt. Dies führt dazu, dass die Kanalfrequenz bei jedem Winkel im Vergleich zu einem möglicherweise flachen Kanalabklingen der Ursprungsfrequenz, das vorliegen kann, selektiv wird. Die Frequenzselektivität trägt dazu bei, die Verbindungsdiversität zu verbessern.
Die Amplitudenformungsoperationen umfassen eine erste Amplitudenformungsoperation, die vorliegend als Amplitude Shaping 1 (AS1; Amplitudenformung 1) bezeichnet wird. Die AS1-Operation formt die Amplitude der OFDM-Töne gemäß einer bestimmten Funktion. Amplitudenformen wird im Allgemeinen mit der Verwendung kreuzpolarisierter Antennen verbunden, ist jedoch nicht auf Antennen mit einer kreuzpolarisierten Konfiguration beschränkt. Paare von Amplitudenformen (Funktionen) sind definiert als f₁(k) und f₂(k), wobei k einen Tonindex repräsentiert. Die Formen oder Funktionen sind so gewählt, dass f₁(k)² + f₂(k)² = 1, ∀ k = 1...N.
Beispielsweise können lineare Funktionen verwendet werden wie f₁(k) = √k/N und f₂(k) = √1 – k/N.
Eine andere Option umfasst die Verwendung von Sinusfunktionen, d. h. f₁(k) = sin(πk/2N) und f₂(k) = cos(πk/2N).
In einer oder mehreren alternativen Ausführungsformen können auch andere optionale Funktionspaare verwendet werden. Obwohl die Summe der Formen oder Funktionen gleich dem Wert eins (1) sein kann, sind die vorliegenden Ausführungsformen nicht auf eine Summe gleich eins (1) oder einen anderen bestimmten Wert beschränkt.
Die Amplitudenformungsoperationen umfassen auch eine zweite Amplitudenformungsoperation, die vorliegend als Amplitude Shaping 2 (AS2; Amplitudenformung 2) bezeichnet wird. Die AS2-Operation formt die Amplitude der OFDM-Töne gemäß einer bestimmten komplementären Funktion (bezüglich der AS1-Operation). Paare von Amplitudenformen (Funktionen) sind definiert als (k) und f₂(k) wobei k den Tonindex repräsentiert. Die Funktionen sind wieder so gewählt, dass f₁(k)² + f₂(k)² = 1, ∀ k = 1...N.
Beispielsweise können lineare Funktionen gewählt werden wie f₁(k) = √1 – k/N und f₂(k) = √k/N.
Eine andere Option umfasst die Verwendung von Sinusfunktionen, d. h. f₁(k) = cos(πk/2N) und f₂(k) = sin(πk/2N).
Wie oben beschrieben ist, sind, obwohl die Summe der Formen oder Funktionen gleich dem Wert eins (1) sein kann, die vorliegenden Ausführungsformen nicht auf eine Summe gleich eins (1) oder einen anderen bestimmten Wert beschränkt.
Die von einer Ausführungsform mittels Amplitudenformung in Verbindung mit kreuzpolarisierten Antennen bereitgestellte Diversität ist daher im Allgemeinen ein Ergebnis von Variationen der Polarisation eines gesendeten Signals über Frequenzen des interessierenden Bands als Funktion der Frequenz. Amplitudenformung einer Ausführungsform wird in Verbindung mit polarisierten Antennen verwendet, kann jedoch auch mit anderen Arten von Antennen verwendet werden. Polarisation ist die Eigenschaft elektromagnetischer Wellen, die die Richtung des transversalen elektrischen Felds der Wellen beschreibt. Allgemeiner ausgedrückt beschreibt die Polarisation einer transversalen Welle die Oszillationsrichtung in der zur Ausbreitungsrichtung senkrechten Ebene. Antennenpolarisation bezieht sich auf die Ausrichtung des elektrischen Felds (E-Ebene) der Funkwelle bezüglich der Erdoberfläche und wird durch die physikalische Struktur der Antenne und durch ihre Ausrichtung bestimmt.
Bei einer Ausführungsform wird komplementäre Amplitudenformung auf jedes von mehreren Signalen angewendet, die mit kreuzpolaren Antennen gekoppelt sind. Unter Verwendung von Amplitudenformung wendet beispielsweise ein Zwei-Antennen-Sender Amplitudenformung (z. B. AS1) auf ein Signal an, um ein erstes Sendesignal zu formen, und sendet das erste Sendesignal mit einer Antenne, die eine erste Polarisation hat. Ähnlich wendet der Sender komplementäre Amplitudenformung (z. B. AS2) auf das Signal an, um ein zweites Sendesignal zu formen, und sendet das zweite Sendesignal mit einer Antenne, die eine zweite Polarisation hat. Das Anwenden der Amplitudenformung einer Ausführungsform formt daher ein gesendetes Signal, das seine Signalpolarisation als Funktion der Frequenz über das interessierende Band wobbelt oder „dreht”. Daher variiert beispielsweise die Polarisation des gesendeten Signals von einer Polarisierung von –45 Grad am niedrigen Frequenzende des interessierenden Bands zu einer Polarisierung von +45 Grad am hohen Frequenzende des interessierenden Bands. Die verschiedene Polarisation erhöht daher die Wahrscheinlichkeit der Übereinstimmung zwischen der Empfangsantennenpolarisation und der Sendesignalpolarisation. Die Verwendung von Amplitudenformung erhöht daher die Wahrscheinlichkeit, dass ein mobiles Gerät das gesendete Signal unabhängig von der Empfangsantennenpolarisation empfängt, weil die Polarisation des gesendeten Signals über ein Band von Frequenzen variiert wird und nicht auf einer vorgegeben Polarisation gehalten wird.
Die Antennenvirtualisierung einer Ausführungsform virtualisiert im Allgemeinen M physikalische Antennen in N virtuelle Antennen. 1 ist ein Blockdiagramm eines Kommunikationssystems 100, das eine Virtualisierungskomponente 108 aufweist, gemäß einer Ausführungsform. Die Virtualisierungskomponente 108 wird auch als virtuelles Antennensystem bezeichnet. Das Kommunikationssystem einer Ausführungsform kann in einem WiMAX-System und/oder in anderen drahtlosen Kommunikationssystemen verwendet werden, ist aber nicht darauf beschränkt. Das Kommunikationssystem des vorliegenden Beispiels ist ein Sender, ist jedoch nicht auf einen Sender beschränkt. Die Virtualisierungskomponente 108 ist mit einer Anzahl M physikalischer Antennen verbunden (die insgesamt als physikalische Antennen 110 bezeichnet werden), wobei M eine beliebige Anzahl physikalischer Antennen 110 repräsentiert. Obwohl in diesem beispielhaften System vier (4) Antennen gezeigt sind, sind die hier beschriebenen Ausführungsformen nicht auf diese oder eine andere Anzahl physikalischer Antennen 110 beschränkt. Die Virtualisierungskomponente 108 ist auch mit einem Codierer/Modulator 104 des Host-Kommunikationssystems 100 verbunden. Der Codierer/Modulator 104 ist ein OFDM-Modulator, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Verbindung zwischen der Virtualisierungskomponente 108 und dem Codierer/Modulator 104 einer Ausführungsform weist eine Anzahl X von Eingangsströmen oder -signalen auf. Der Codierer/Modulator 104 empfängt Eingangssignale 102 von einer oder mehreren anderen (nicht gezeigten) Komponenten des Host-Kommunikationssystems 100. Die Virtualisierungskomponente verwendet zahlreiche Techniken, um M physikalische Antennen 110 in N virtuelle Antennen zu virtualisieren, wie unten beschrieben ist. Die Anzahl N virtueller Antennen ist im Allgemeinen kleiner, als die Anzahl M physikalischer Antennen 110, aber die Ausführungsform ist nicht darauf beschränkt.
Die Antennenvirtualisierung verschiedener Ausführungsformen verwendet verschiedene Kombinationen der oben beschriebenen Null-, CDD-, AS1- und AS2-Signalverarbeitungsoperationen. Beispiele von Kommunikationssystemen, die Antennenvirtualisierung durch Null-, CDD- und Amplitudenformungsoperationen implementieren, sind unten beschrieben.
Die Antennenvirtualisierung einer Ausführungsform virtualisiert vier (4) physikalische Antennen in eine Anzahl N virtueller Antennen (wobei N kleiner vier (4) ist). 2 ist ein Blockdiagramm einer Virtualisierungskomponente 208, die vier (4) physikalische Antennen 210 in eine Anzahl N virtueller Antennen virtualisiert (wobei N kleiner vier (4) ist), gemäß einer Ausführungsform. Die Virtualisierungskomponente 208 kann zum Beispiel in einem Kommunikationssender verwendet werden, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Virtualisierungskomponente 208 weist Signalverarbeitungskomponenten oder -schaltungen A–F auf, die die vier (4) physikalischen Antennen 210 in eine Anzahl N virtueller Antennen durch verschiedene Kombinationen der Null-, CDD-, AS1- und AS2-Signalverarbeitungsoperationen virtualisieren.
Der Eingangsstrom oder das Treibersignal 206 ist mit den Eingängen jeder der Verarbeitungskomponenten A und B verbunden. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente A ist mit den Eingängen jeder der Verarbeitungskomponenten C und D verbunden. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente C ist mit einer ersten physikalischen Antenne verbunden, und der Ausgang der Verarbeitungskomponente D ist mit einer zweiten physikalischen Antenne verbunden. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente B ist mit den Eingängen jeder der Verarbeitungskomponenten E und F verbunden. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente E ist mit einer dritten physikalischen Antenne verbunden, und der Ausgang der Verarbeitungskomponente F ist mit einer vierten physikalischen Antenne verbunden. Jede der Verarbeitungskomponenten A–F wendet eine der Null-, CDD-, AS1- und AS2-Signalverarbeitungsoperationen auf das jeweilige Eingangssignal an. Andere Signalverarbeitungsoperationen können für Signale an jeder Stelle in diesem repräsentativen Kommunikationssystem je nach Art des Kommunikationssystems und/oder -signals durchgeführt werden. Der mit jedem Satz von Verarbeitungskomponenten C und D und jedem Satz von Verarbeitungskomponenten E und F verbundene Satz physikalischer Antennen kann kreuzpolare Antennen aufweisen, ist jedoch nicht auf kreuzpolare Antennen beschränkt.
Die Antennenvirtualisierung einer spezifischeren Ausführungsform virtualisiert vier (4) physikalische Antennen in eine Anzahl N virtueller Antennen (wobei N kleiner vier (4) ist). 3A ist ein Blockdiagramm einer Virtualisierungskomponente 308, die vier (4) physikalische Antennen 310 in eine Anzahl N virtueller Antennen virtualisiert (wobei N kleiner vier (4) ist), gemäß einer Ausführungsform. Die Virtualisierungskomponente 308 kann zum Beispiel in einem Kommunikationssender verwendet werden, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Virtualisierungskomponente 308 weist Signalverarbeitungskomponenten oder -schaltungen 308A–F auf, die die vier (4) physikalischen Antennen 310 in eine Anzahl N virtueller Antennen (wobei N kleiner vier (4) ist) durch verschiedene Kombinationen der Null-, CDD-, AS1- und AS2-Signalverarbeitungsoperationen virtualisieren.
Der Eingangsstrom oder das Treibersignal 306 ist mit dem Eingang der Verarbeitungskomponente 308-A verbunden. Die Verarbeitungskomponente 308-A wendet die Nullsignalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal an, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente 308-A ist mit den Eingängen jeder der Verarbeitungskomponenten 308-C und 308-D verbunden. Die Verarbeitungskomponente 308-C wendet die AS1-Signalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal an, und die Verarbeitungskomponente 308-D wendet die AS2-Signalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal an, aber die Ausführungsform ist nicht darauf beschränkt. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente 308-C ist mit einer ersten physikalischen Antenne verbunden, und der Ausgang der Verarbeitungskomponente 308-D ist mit einer zweiten physikalischen Antenne verbunden. Die mit jeder der Verarbeitungskomponenten 308-C und 308-D verbundenen physikalischen Antennen können kreuzpolare Antennen aufweist, sind jedoch nicht auf kreuzpolare Antennen beschränkt.
Der Eingangsstrom oder das Treibersignal 306 ist auch mit dem Eingang der Verarbeitungskomponente 308-B verbunden. Die Verarbeitungskomponente 308-B wendet die CDD-Signalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal an, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente 308-B ist mit den Eingängen jeder der Verarbeitungskomponenten 308-E und 308-F verbunden. Die Verarbeitungskomponente 308-E wendet die AS1-Signalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal an, und die Verarbeitungskomponente 308-F wendet die AS2-Signalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal an, aber die Ausführungsform ist nicht darauf beschränkt. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente 308-E ist mit einer dritten physikalischen Antenne verbunden, und der Ausgang der Verarbeitungskomponente 308-F ist mit einer vierten physikalischen Antenne verbunden. Andere Signalverarbeitungsoperationen können für Signale an jeder Stelle in diesem repräsentativen Kommunikationssystem je nach Art des Kommunikationssystems und/oder -signals durchgeführt werden.
3B ist ein Blockdiagramm einer Virtualisierungskomponente 308, die vier (4) physikalische Antennen 310-B in eine Anzahl N virtueller Antennen virtualisiert (wobei N kleiner vier (4) ist), gemäß einer alternativen Ausführungsform. Die Virtualisierungskomponente 308 kann zum Beispiel in einem Kommunikationssender verwendet werden, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Die Virtualisierungskomponente 308 weist Signalverarbeitungskomponenten oder -schaltungen 308A–B und 308R–U auf, die die vier (4) physikalischen Antennen 310-B in eine Anzahl N virtueller Antennen (wobei N kleiner vier (4) ist) durch verschiedene Kombinationen der Null-, und CDD-Signalverarbeitungsoperationen virtualisieren.
Der Eingangsstrom oder das Treibersignal 306 ist mit dem Eingang der Verarbeitungskomponente 308-A verbunden. Die Verarbeitungskomponente 308-A wendet die Nullsignalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal an, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente 308-A ist mit den Eingängen jeder der Verarbeitungskomponenten 308-R und 308-S verbunden. Die Verarbeitungskomponente 308-R wendet die Nullsignalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal an, und die Verarbeitungskomponente 308-S wendet die CDD-Signalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal an, aber die Ausführungsform ist nicht darauf beschränkt. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente 308-R ist mit einer ersten physikalischen Antenne verbunden, und der Ausgang der Verarbeitungskomponente 308-S ist mit einer zweiten physikalischen Antenne verbunden.
Der Eingangsstrom oder das Treibersignal 306 ist auch mit dem Eingang der Verarbeitungskomponente 308-B verbunden. Die Verarbeitungskomponente 308-B wendet die CDD-Signalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal an, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente 308-B ist mit den Eingängen jeder der Verarbeitungskomponenten 308-T und 308-U verbunden. Die Verarbeitungskomponente 308-T wendet die Nullsignalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal an, und die Verarbeitungskomponente 308-U wendet die CDD-Signalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal an, aber die Ausführungsform ist nicht darauf beschränkt. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente 308-T ist mit einer dritten physikalischen Antenne verbunden, und der Ausgang der Verarbeitungskomponente 308-U ist mit einer vierten physikalischen Antenne verbunden. Andere Signalverarbeitungsoperationen können für Signale an jeder Stelle in diesem repräsentativen Kommunikationssystem je nach Art des Kommunikationssystems und/oder -signals durchgeführt werden.
Wie oben beschrieben, kann die Verzögerung δ für verschiedene CDD-Blöcke variabel sein und kann positive und negative Werte haben, ist aber nicht darauf beschränkt. Eine Konfiguration der Virtualisierungskomponente 308 stellt ein Beispiel für die Verwendung einer variablen Verzögerung δ unter verschiedenen CDD-Komponenten bereit. Bei einer Ausführungsform wendet die Verarbeitungskomponente 308-B die CDD-Signalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal unter Verwendung eines ersten Werts der Verzögerung δ (Verzögerung δ1) an. Die Verarbeitungskomponenten 308-S und 308-U wenden ebenso die CDD-Signalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal an, verwenden jedoch im Gegensatz zu der Verarbeitungskomponente 308-B einen zweiten Wert der Verzögerung δ (Verzögerung δ2), wobei der Wert der Verzögerung δ1 sich von dem Wert der Verzögerung δ2 unterscheidet. Ein spezifischeres Beispiel verwendet einen Wert für die Verzögerung δ1, der ungefähr das Doppelte des Werts der Verzögerung δ2 beträgt, aber diese Werte sind nur Beispiele, und die Ausführungsform ist nicht auf diese Konfiguration beschränkt.
Die Antennenvirtualisierung einer anderen spezifischeren beispielhaften Ausführungsform virtualisiert vier (4) physikalische Antennen in eine Anzahl N virtueller Antennen (wobei N kleiner vier (4) ist). 4A ist ein Blockdiagramm einer Virtualisierungskomponente 408, die vier (4) physikalische Antennen 410 in eine Anzahl N virtueller Antennen virtualisiert (wobei N kleiner vier (4) ist), gemäß einer Ausführungsform. Die Virtualisierungskomponente 408 kann zum Beispiel in einem Kommunikationssender verwendet werden, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Virtualisierungskomponente 408 weist Signalverarbeitungskomponenten oder -schaltungen 408A–F auf, die die vier (4) physikalischen Antennen 410 in eine Anzahl N virtueller Antennen (wobei N kleiner vier (4) ist) durch verschiedene Kombinationen der Null-, CDD-, AS1- und AS2-Signalverarbeitungsoperationen virtualisieren.
Der Eingangsstrom oder das Treibersignal 406 ist mit dem Eingang der Verarbeitungskomponente 408-A verbunden. Die Verarbeitungskomponente 408-A wendet die AS1-Signalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal an, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente 408-A ist mit den Eingängen jeder der Verarbeitungskomponenten 408-C und 408-D verbunden. Die Verarbeitungskomponente 408-C wendet die AS1-Signalverarbeitungsoperation an, während die Verarbeitungskomponente 408-D die AS2-Signalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal anwendet, aber es besteht keine Beschränkung hierauf. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente 408-C ist mit einer ersten physikalischen Antenne verbunden, und der Ausgang der Verarbeitungskomponente 408-D ist mit einer zweiten physikalischen Antenne verbunden.
Der Eingangsstrom oder das Treibersignal 406 ist auch mit dem Eingang der Verarbeitungskomponente 408-B verbunden. Die Verarbeitungskomponente 408-B wendet die AS2-Signalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal an, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente 408-B ist mit den Eingängen jeder der Verarbeitungskomponenten 408-E und 408-F verbunden. Die Verarbeitungskomponente 408-E wendet die AS1-Signalverarbeitungsoperation an, während die Verarbeitungskomponente 408-F die AS2-Signalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal anwendet, aber es besteht keine Beschränkung hierauf. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente 408-E ist mit einer dritten physikalischen Antenne verbunden, und der Ausgang der Verarbeitungskomponente 408-F ist mit einer vierten physikalischen Antenne verbunden. Andere Signalverarbeitungsoperationen können für Signale an jeder Stelle in diesem repräsentativen Kommunikationssystem je nach Art des Kommunikationssystems und/oder -signals durchgeführt werden.
Die Antennenvirtualisierung einer anderen spezifischeren beispielhaften Ausführungsform virtualisiert vier (4) physikalische Antennen in eine Anzahl N virtueller Antennen (wobei N kleiner vier (4) ist). 4B ist ein Blockdiagramm einer Virtualisierungskomponente 408-G, die vier (4) physikalische Antennen 410 in eine Anzahl N virtueller Antennen virtualisiert (wobei N kleiner vier (4) ist), gemäß einer Ausführungsform. Die Virtualisierungskomponente 408-G kann zum Beispiel in einem Kommunikationssender verwendet werden, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Virtualisierungskomponente 408-G weist Signalverarbeitungskomponenten oder -schaltungen A, B und 408R–U auf, die die vier (4) physikalischen Antennen 410 in eine Anzahl N virtueller Antennen (wobei N kleiner vier (4) ist) durch verschiedene Kombinationen der Signalverarbeitungsoperationen virtualisieren.
Der Eingangsstrom oder das Treibersignal 406 ist mit dem Eingang der Verarbeitungskomponenten A und B verbunden. Die Verarbeitungskomponenten A und B wenden jeweils eine vorbestimmte Signalverarbeitungsoperation auf das jeweilige Eingangssignal an. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente A ist mit den Eingängen jeder der Verarbeitungskomponenten 408-R und 408-S verbunden. Die Verarbeitungskomponente 408-R wendet die AS1-Signalverarbeitungsoperation an, während die Verarbeitungskomponente 408-T die AS2-Signalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal anwendet, aber es besteht keine Beschränkung hierauf. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente 408-R ist mit einer ersten physikalischen Antenne verbunden, und der Ausgang der Verarbeitungskomponente 408-S ist mit einer zweiten physikalischen Antenne verbunden.
Der Ausgang der Verarbeitungskomponente B ist mit den Eingängen jeder der Verarbeitungskomponenten 408-T und 408-U verbunden. Die Verarbeitungskomponente 408-T wendet die AS2-Signalverarbeitungsoperation an, während die Verarbeitungskomponente 408-U die AS1-Signalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal anwendet, aber es besteht keine Beschränkung hierauf. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente 408-T ist mit einer dritten physikalischen Antenne verbunden, und der Ausgang der Verarbeitungskomponente 408-U ist mit einer vierten physikalischen Komponente verbunden. Andere Signalverarbeitungsoperationen können für Signale an jeder Stelle in diesem repräsentativen Kommunikationssystem je nach Art des Kommunikationssystems und/oder -signals durchgeführt werden.
Als anderes Beispiel der Antennenvirtualisierung einer Ausführungsform virtualisiert die Antennenvirtualisierung zwei (2) physikalische Antennen in eine (1) virtuelle Antenne. 5 ist ein Blockdiagramm einer Virtualisierungskomponente 508, die zwei (2) physikalische Antennen 510 in eine (1) virtuelle Antenne virtualisiert, gemäß einer Ausführungsform. Die Virtualisierungskomponente 508 kann zum Beispiel in einem Kommunikationssender verwendet werden oder damit verbunden sein, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Virtualisierungskomponente 508 weist Signalverarbeitungskomponenten oder -schaltungen G und H auf, die die zwei (2) physikalischen Antennen 510 in eine (1) virtuelle Antenne durch verschiedene Kombinationen der Null-, CDD-, AS1- und AS2-Signalverarbeitungsoperationen virtualisieren.
Der Eingangsstrom oder das Treibersignal 506 ist mit den Eingängen jeder der Verarbeitungskomponenten G und H verbunden. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente G ist mit einer ersten physikalischen Antenne verbunden, und der Ausgang der Verarbeitungskomponente H ist mit einer zweiten physikalischen Antenne verbunden. Jede der Verarbeitungskomponenten G und H wendet eine der Null-, CDD-, AS1- und AS2-Signalverarbeitungsoperationen auf das jeweilige Eingangssignal an. Andere Signalverarbeitungsoperationen können für Signale an jeder Stelle in diesem repräsentativen Kommunikationssystem je nach Art des Kommunikationssystems und/oder -signals durchgeführt werden.
Die Antennenvirtualisierung einer spezifischeren Ausführungsform virtualisiert zwei (2) physikalische Antennen in eine (1) virtuelle Antenne. 6 ist ein Blockdiagramm einer Virtualisierungskomponente 608, die zwei (2) physikalische Antennen 610 in eine (1) virtuelle Antenne virtualisiert, gemäß einer Ausführungsform. Die Virtualisierungskomponente 608 kann zum Beispiel in einem Kommunikationssender verwendet werden, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Virtualisierungskomponente 608 weist Signalverarbeitungskomponenten oder -schaltungen 608-G und 608-H auf, die die zwei (2) physikalischen Antennen 610 in eine (1) virtuelle Antenne durch verschiedene Kombinationen der Null-, CDD-, AS1- und AS2-Signalverarbeitungsoperationen virtualisieren.
Der Eingangsstrom oder das Treibersignal 606 ist mit dem Eingang der Verarbeitungskomponente 608-G verbunden. Die Verarbeitungskomponente 608-G wendet die Nullsignalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal an, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente 608-G ist mit einer ersten physikalischen Antenne verbunden.
Der Eingangsstrom oder das Treibersignal 606 ist mit dem Eingang der Verarbeitungskomponente 608-H verbunden. Die Verarbeitungskomponente 608-H wendet die CDD-Signalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal an, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente 608-H ist mit einer zweiten physikalischen Antenne verbunden. Andere Signalverarbeitungsoperationen können für Signale an jeder Stelle in diesem repräsentativen Kommunikationssystem je nach Art des Kommunikationssystems und/oder -signals durchgeführt werden.
Die Antennenvirtualisierung einer anderen spezifischeren Ausführungsform virtualisiert zwei (2) physikalische Antennen in eine (1) virtuelle Antenne. 7 ist ein Blockdiagramm einer Virtualisierungskomponente 708, die zwei (2) physikalische Antennen 710 in eine (1) virtuelle Antenne virtualisiert, gemäß einer Ausführungsform. Die Virtualisierungskomponente 708 kann zum Beispiel in einem Kommunikationssender verwendet werden, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Virtualisierungskomponente 708 weist Signalverarbeitungskomponenten oder – schaltungen 708-G und 708-H auf, die die zwei (2) physikalischen Antennen 710 in eine (1) virtuelle Antenne durch verschiedene Kombinationen der Null-, CDD-, AS1- und AS2-Signalverarbeitungsoperationen virtualisieren.
Der Eingangsstrom oder das Treibersignal 706 ist mit dem Eingang der Verarbeitungskomponente 708-G verbunden. Die Verarbeitungskomponente 708-G wendet die AS1-Signalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal an, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente 708-G ist mit einer ersten physikalischen Antenne verbunden.
Der Eingangsstrom oder das Treibersignal 706 ist mit dem Eingang der Verarbeitungskomponente 708-H verbunden. Die Verarbeitungskomponente 708-H wendet die AS1-Signalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal an, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente 708-H ist mit einer zweiten physikalischen Antenne verbunden. Andere Signalverarbeitungsoperationen können für Signale an jeder Stelle in diesem repräsentativen Kommunikationssystem je nach Art des Kommunikationssystems und/oder -signals durchgeführt werden.
Die Antennenvirtualisierung einer Ausführungsform virtualisiert vier (4) physikalische Antennen in eine Anzahl N virtueller Antennen (wobei N kleiner vier (4) ist). 8 ist ein Blockdiagramm einer Virtualisierungskomponente 808, die vier (4) physikalische Antennen 810 in ein Anzahl N virtueller Antennen virtualisiert (wobei N kleiner vier (4) ist), gemäß einer Ausführungsform. Die Virtualisierungskomponente 808 kann zum Beispiel in einem Kommunikationssender verwendet werden, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Virtualisierungskomponente 808 weist Signalverarbeitungskomponenten oder -schaltungen G–J auf, die die vier (4) physikalischen Antennen 810 in eine Anzahl N virtueller Antennen (wobei N kleiner vier (4) ist) durch verschiedene Kombinationen der Null-, CDD-, AS1- und AS2-Signalverarbeitungsoperationen virtualisieren.
Ein erster Eingangsstrom oder ein erstes Treibersignal 806-A ist mit den Eingängen jeder der Verarbeitungskomponenten G und H verbunden. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente G ist mit einer ersten physikalischen Antenne verbunden, und der Ausgang der Verarbeitungskomponente H ist mit einer zweiten physikalischen Antenne verbunden. Ein zweiter Eingangsstrom oder ein zweites Treibersignal 806-B ist mit den Eingängen jeder der Verarbeitungskomponenten I und J verbunden. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente I ist mit einer dritten physikalischen Antenne verbunden, und der Ausgang der Verarbeitungskomponente J ist mit einer vierten physikalischen Antenne verbunden. Jede der Verarbeitungskomponenten G–J wendet eine der Null-, CDD-, AS1- und AS2-Signalverarbeitungsoperationen auf das jeweilige Eingangssignal an. Andere Signalverarbeitungsoperationen können für Signale an jeder Stelle in diesem repräsentativen Kommunikationssystem je nach Art des Kommunikationssystems und/oder -signals durchgeführt werden.
Die Antennenvirtualisierung einer spezifischeren Ausführungsform virtualisiert vier (4) physikalische Antennen in eine Anzahl N virtueller Antennen (wobei N kleiner vier (4) ist). 9 ist ein Blockdiagramm einer Virtualisierungskomponente 908, die vier (4) physikalische Antennen 910 in eine Anzahl N virtueller Antennen virtualisiert (wobei N kleiner vier (4) ist), gemäß einer Ausführungsform. Die Virtualisierungskomponente 908 kann zum Beispiel in einem Kommunikationssender verwendet werden, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Virtualisierungskomponente 908 weist Signalverarbeitungskomponenten oder -schaltungen 908G–J auf, die die vier (4) physikalischen Antennen 910 in eine Anzahl N virtueller Antennen (wobei N kleiner vier (4) ist) durch verschiedene Kombinationen der Null-, CDD-, AS1- und AS2-Signalverarbeitungsoperationen virtualisieren.
Der erste Eingangsstrom oder das erste Treibersignal 906-A ist mit den Eingängen jeder der Verarbeitungskomponente 908-G und der Verarbeitungskomponente 908-H verbunden. Die Verarbeitungskomponenten 908-G und 908-H wenden jeweils die AS1-Signalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal an, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente 908-G ist mit einer ersten physikalischen Antenne verbunden, und der Ausgang der Verarbeitungskomponente 908-H ist mit einer zweiten physikalischen Antenne verbunden.
Der zweite Eingangsstrom oder das zweite Treibersignal 906-B ist mit den Eingängen jeder der Verarbeitungskomponente 908-1 und der Verarbeitungskomponente 908-J verbunden. Die Verarbeitungskomponenten 908-1 und 908-J wenden jeweils die AS2-Signalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal an, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente 908-1 ist mit einer dritten physikalischen Antenne verbunden, und der Ausgang der Verarbeitungskomponente 908-J ist mit einer vierten physikalischen Antenne verbunden. Andere Signalverarbeitungsoperationen können für Signale an jeder Stelle in diesem repräsentativen Kommunikationssystem je nach Art des Kommunikationssystems und/oder -signals durchgeführt werden.
Die Antennenvirtualisierung einer anderen spezifischeren Ausführungsform virtualisiert vier (4) physikalische Antennen in eine Anzahl N virtueller Antennen (wobei N kleiner vier (4) ist). 10 ist ein Blockdiagramm einer Virtualisierungskomponente 1008, die vier (4) physikalische Antennen 1010 in eine Anzahl N virtueller Antennen virtualisiert (wobei N kleiner vier (4) ist), gemäß einer Ausführungsform. Die Virtualisierungskomponente 1008 kann zum Beispiel in einem Kommunikationssender verwendet werden, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Virtualisierungskomponente 1008 weist Signalverarbeitungskomponenten oder -schaltungen 1008G–J auf, die die vier (4) physikalischen Antennen 1010 in eine Anzahl N virtueller Antennen (wobei N kleiner vier (4) ist) durch verschiedene Kombinationen der Null-, CDD-, AS1- und AS2-Signalverarbeitungsoperationen virtualisieren.
Der erste Eingangsstrom oder das erste Treibersignal 1006-A ist mit den Eingängen jeder der Verarbeitungskomponente 1008-G und der Verarbeitungskomponente 1008-H verbunden. Die Verarbeitungskomponente 1008-G wendet die Nullsignalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal an, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente 1008-G ist mit einer ersten physikalischen Antenne verbunden. Die Verarbeitungskomponente 1008-H wendet die CDD-Signalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal an, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente 1008-H ist mit einer zweiten physikalischen Antenne verbunden.
Der zweite Eingangsstrom oder das zweite Treibersignal 1006-B ist mit den Eingängen jeder der Verarbeitungskomponente 1008-I und der Verarbeitungskomponente 1008-J verbunden. Die Verarbeitungskomponente 1008-I wendet die Nullsignalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal an, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente 1008-I ist mit einer dritten physikalischen Antenne verbunden. Die Verarbeitungskomponente 1008-J wendet die CDD-Signalverarbeitungsoperation auf das Eingangssignal an, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Ausgang der Verarbeitungskomponente 1008-J ist mit einer zweiten physikalischen Antenne verbunden. Andere Signalverarbeitungsoperationen können für Signale an jeder Stelle in diesem repräsentativen Kommunikationssystem je nach Art des Kommunikationssystems und/oder -signals durchgeführt werden.
Die oben beschriebene CDD-Operation verschiebt das Signal in der Zeitdomäne um eine Verzögerung δ und/oder führt äquivalent in der Frequenzdomäne eine Phasenverschiebung der OFDM-Töne durch. Die Phasenverschiebung der OFDM-Töne ist eine Phasenverschiebung von ungefähr exp(–j2πkδ/N) wobei k den Tonindex und N die Anzahl der Töne (d. h. die Größe der Fast Fourier Transform (FFT; schnelle Fourier-Transformation)) repräsentiert. Die Verzögerung δ einer Ausführungsform ist für jede der Verarbeitungskomponenten 1008-H und 1008-J verschieden, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
11 ist ein Flussdiagramm für Kommunikationen 1100 mittels virtueller Antennen, gemäß einer Ausführungsform. Die Kommunikationsoperationen 1100 umfassen das Empfangen 1102 wenigstens eines Eingangsstroms. Der Eingangsstrom weist Kommunikationssignale auf, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Mehrere Sendesignale werden aus dem empfangenen Eingangsstrom erzeugt 1104. Die Anzahl der erzeugten Sendesignale 1104 ist größer, als die Anzahl der empfangenen Eingangsströme. Die Erzeugung 1104 der Sendesignale umfasst das Transformieren des Eingangsstroms. Das Transformieren umfasst das Anlegen/Anwenden eines oder mehrerer einer variablen Verzögerung, einer Phasenverschiebung und einer Signalformung an/auf Informationen des Eingangsstroms. Die Transformationen durch variable Verzögerung, Phasenverschiebung und Signalformung sind im Einzelnen oben beschrieben. Die Sendesignale werden an eine separate oder jeweilige Antenne eines Antennensystems zum Senden geliefert 1106.
Die Antennenvirtualisierung einer Ausführungsform weist ein Kommunikationssystem mit einer Vielzahl von Antennen auf. Das System einer Ausführungsform weist eine Virtualisierungskomponente mit einer Vielzahl von Ausgängen auf, die mit der Vielzahl von Antennen verbunden sind. Die Virtualisierungskomponente einer Ausführungsform ist mit wenigstens einem Eingangsstrom von einem Codierer verbunden. Die Virtualisierungskomponente einer Ausführungsform ist so konfiguriert, dass sie eine Vielzahl von Sendesignalen aus dem wenigstens einen Eingangsstrom durch Anwenden wenigstens einer Signaltransformation auf den wenigstens einen Eingangsstrom erzeugt. Jedes der Vielzahl von Sendesignalen einer Ausführungsform wird von einer jeweiligen der Vielzahl von Antennen gesendet, so dass das gemeinsame Senden der Vielzahl von Antennen ein Strahlungsmuster formt, das von wenigstens einer virtuellen Antenne zu stammen scheint. Die Anzahl der virtuellen Antennen einer Ausführungsform ist geringer, als die Anzahl der Vielzahl von Antennen.
Die wenigstens eine Signaltransformation einer Ausführungsform verändert wenigstens einen Parameter des wenigstens einen Eingangsstroms. Der wenigstens eine Parameter einer Ausführungsform weist eines oder mehrere von Polarisationswinkel, Signalstärke, Phase und Symbolposition auf.
Die wenigstens eine Signaltransformation einer Ausführungsform ändert den Polarisationswinkel des wenigstens einen Eingangsstroms.
Die wenigstens eine Signaltransformation einer Ausführungsform ändert die Signalstärke des wenigstens einen Eingangsstroms.
Die wenigstens eine Signaltransformation einer Ausführungsform wendet eine Zeitdomänen-Verschiebung auf den wenigstens einen Eingangsstrom an.
Die wenigstens eine Signaltransformation einer Ausführungsform wendet eine progressive Phasenverschiebung auf den wenigstens einen Eingangsstrom an.
Die wenigstens eine Signaltransformation einer Ausführungsform legt eine Phasenrampe an den wenigstens einen Eingangsstrom an. Die Phasenrampe einer Ausführungsform hat eine einer negativen und einer positiven Steigung.
Die wenigstens eine Signaltransformation einer Ausführungsform umfasst eine oder mehrere einer Nulltransformation, einer CDD-Transformation und wenigstens einer Amplitudenformungstransformation.
Die wenigstens eine Signaltransformation einer Ausführungsform umfasst das Anlegen einer variablen Verzögerung an den wenigstens einen Eingangsstrom.
Die wenigstens eine Signaltransformation einer Ausführungsform umfasst das Anwenden einer Phasenverschiebung auf den wenigstens einen Eingangsstrom. Die Phasenverschiebung einer Ausführungsform umfasst eine Phasenverschiebung von Tönen des wenigstens einen Eingangsstroms. Die Phasenverschiebung einer Ausführungsform ist ungefähr exp(–j2πkδ/N) wobei k einen Tonindex und N die Anzahl der Töne repräsentiert.
Die wenigstens eine Signaltransformation einer Ausführungsform umfasst das Formen einer Amplitude von Tönen des wenigstens einen Eingangsstroms. Das Formen einer Ausführungsform umfasst das Formen mittels eines Paars von Amplitudenfunktionen. Das Formen einer Ausführungsform umfasst das Erzeugen eines ersten Sendesignals durch Formen des Eingangsstroms mittels einer ersten Amplitudenfunktion, und das Erzeugen eines zweiten Sendesignals durch Formen des Eingangsstroms mittels einer zweiten Amplitudenfunktion. Das erste Sendesignal einer Ausführungsform wird mittels einer ersten Antenne gesendet, und das zweite Sendesignal wird mittels einer zweiten Antenne gesendet. Die erste Antenne und die zweite Antenne einer Ausführungsform sind kreuzpolare Antennen. Das Paar von Amplitudenfunktionen einer Ausführungsform ist eines von linearen Funktionen und Sinusfunktionen.
Das Paar von Funktionen einer Ausführungsform weist die Funktionen f₁(k) und f₂(k) auf, wobei keinen Tonindex repräsentiert. Die Amplitudenfunktionen einer Ausführungsform werden so gewählt, dass f₁(k)² + f₂(k)² = 1, ∀ k = 1...N.
Die Virtualisierungskomponente einer Ausführungsform weist einen ersten Satz von Transformationskomponenten auf, der mit dem wenigstens einen Eingangsstrom verbunden ist. Die Virtualisierungskomponente einer Ausführungsform weist einen zweiten Satz von Transformationskomponenten auf, der so gekoppelt ist, dass er Ausgänge des ersten Satzes von Transformationskomponenten empfängt, wobei der zweite Satz von Transformationskomponenten die Sendesignale ausgibt. Der erste Satz von Transformationskomponenten einer Ausführungsform weist erste und zweite Wandler auf, die mit einem Eingangsstrom verbunden sind. Der zweite Wandler einer Ausführungsform legt eine variable Verzögerung an den Eingangsstrom an.
Der zweite Satz von Transformationskomponenten einer Ausführungsform weist einen dritten Wandler auf, der mit einem Ausgang des ersten Wandlers verbunden ist. Der dritte Wandler einer Ausführungsform gibt ein erstes Sendesignal an eine erste Antenne aus. Der zweite Satz von Transformationskomponenten einer Ausführungsform weist einen vierten Wandler auf, der mit einem Ausgang des ersten Wandlers verbunden ist. Der vierte Wandler einer Ausführungsform gibt ein zweites Sendesignal an eine zweite Antenne aus. Der zweite Satz von Transformationskomponenten einer Ausführungsform weist einen fünften Wandler auf, der mit einem Ausgang des zweiten Wandlers verbunden ist. Der fünfte Wandler einer Ausführungsform gibt ein drittes Sendesignal an eine dritte Antenne aus. Der zweite Satz von Transformationskomponenten einer Ausführungsform weist einen sechsten Wandler auf, der mit einem Ausgang des zweiten Wandlers verbunden ist. Der sechste Wandler einer Ausführungsform gibt ein viertes Sendesignal an eine vierte Antenne aus.
Der dritte und der fünfte Wandler einer Ausführungsform wenden eine erste Amplitudenformungstransformation auf einen Eingang an, und der vierte und der sechste Wandler wenden eine zweite Amplitudenformungstransformation auf einen Eingang an. Der erste Wandler einer Ausführungsform wendet die erste Amplitudenformungstransformation auf den Eingangsstrom an, und der zweite Wandler wendet die zweite Amplitudenformungstransformation auf den Eingangsstrom an.
Einer oder mehrere des zweiten Wandlers, des vierten Wandlers und des sechsten Wandlers einer Ausführungsform wenden eine oder mehrere einer progressiven Phasenverschiebung und einer Zeitdomänenverschiebung auf einen Eingang an.
Der erste Satz von Transformationskomponenten einer Ausführungsform weist einen ersten Wandler auf, der ein erstes Sendesignal an eine erste Antenne ausgibt. Der erste Satz von Transformationskomponenten einer Ausführungsform weist einen zweiten Wandler auf, der ein zweites Sendesignal an eine zweite Antenne ausgibt. Der zweite Wandler einer Ausführungsform legt eine variable Verzögerung an den Eingangsstrom an. Die Virtualisierungskomponente einer Ausführungsform weist einen ersten Satz von Transformationskomponenten auf, die mit ersten und zweiten Eingangsströmen verbunden sind.
Der erste Satz von Transformationskomponenten einer Ausführungsform weist einen ersten Wandler auf, der mit dem ersten Eingangsstrom verbunden ist. Der erste Wandler einer Ausführungsform gibt ein erstes Sendesignal an eine erste Antenne aus. Der erste Satz von Transformationskomponenten einer Ausführungsform weist einen zweiten Wandler auf, der mit dem ersten Eingangsstrom verbunden ist. Der zweite Wandler einer Ausführungsform gibt ein zweites Sendesignal an eine zweite Antenne aus. Der erste Satz von Transformationskomponenten einer Ausführungsform weist einen dritten Wandler auf, der mit dem zweiten Eingangsstrom verbunden ist. Der dritte Wandler einer Ausführungsform gibt ein drittes Sendesignal an eine dritte Antenne aus. Der erste Satz von Transformationskomponenten einer Ausführungsform weist einen vierten Wandler auf, der mit dem zweiten Eingangsstrom verbunden ist. Der vierte Wandler einer Ausführungsform gibt ein viertes Sendesignal an eine vierte Antenne aus.
Der erste und der zweite Wandler einer Ausführungsform wenden eine erste Amplitudenformungstransformation auf den ersten Eingangsstrom an, und der dritte und der vierte Wandler wenden eine zweite Amplitudenformungstransformation auf den zweiten Eingangsstrom an.
Die Vielzahl von Antennen und die Virtualisierungskomponente einer Ausführungsform sind mit einer Basisstation in einem drahtlosen digitalen Kommunikationssystem verbunden.
Die Sendesignale einer Ausführungsform werden unter Verwendung des orthogonalen Frequenzmultiplexens (OFDM) moduliert.
Die Virtualisierungskomponente einer Ausführungsform befindet sich auf einem Computerchip und ist mit einem Prozessor verbunden.
Die Virtualisierungskomponente einer Ausführungsform ist auf einem Computer-Chipsatz verteilt und mit einem Prozessor verbunden.
Die Antennenvirtualisierung einer Ausführungsform umfasst einen Mechanismus, der das Empfangen wenigstens eines Eingangsstroms von Kommunikationssignalen umfasst. Der Mechanismus einer Ausführungsform umfasst das Erzeugen einer Vielzahl von Sendesignalen aus dem wenigstens einen Eingangsstrom durch Transformieren des wenigstens einen Eingangsstroms. Das Transformieren einer Ausführungsform umfasst das Anlegen/Anwenden eines oder mehrerer einer variablen Verzögerung, einer Phasenverschiebung und einer Signalformung an/auf Informationen des wenigstens einen Eingangsstroms. Der Mechanismus einer Ausführungsform umfasst das Senden jedes der Vielzahl von Sendesignalen durch eine jeweilige einer Vielzahl von Antennen. Das gemeinsame Senden der Vielzahl von Sendesignalen einer Ausführungsform formt ein Strahlungsmuster, das von wenigstens einer virtuellen Antenne zu stammen scheint. Die Anzahl der virtuellen Antennen ist geringer, als die Anzahl der Vielzahl von Antennen.
Das Transformieren einer Ausführungsform verändert wenigstens einen Parameter des wenigstens einen Eingangsstroms. Der wenigstens eine Parameter einer Ausführungsform weist eines oder mehrere auf von Polarisationswinkel, Signalstärke, Phase und Symbolposition.
Das Transformieren einer Ausführungsform verändert den Polarisationswinkel des wenigstens einen Eingangsstroms.
Das Transformieren einer Ausführungsform verändert die Signalstärke des wenigstens einen Eingangsstroms.
Das Transformieren einer Ausführungsform wendet eine Zeitdomänen-Verschiebung auf den wenigstens einen Eingangsstrom an.
Das Transformieren einer Ausführungsform wendet eine progressive Phasenverschiebung auf den wenigstens einen Eingangsstrom an.
Das Transformieren einer Ausführungsform legt eine Phasenrampe an den wenigstens einen Eingangsstrom an. Die Phasenrampe einer Ausführungsform hat eine einer negativen und einer positiven Steigung.
Die Phasenverschiebung einer Ausführungsform umfasst eine Phasenverschiebung von Tönen des wenigstens einen Eingangsstroms. Die Phasenverschiebung einer Ausführungsform ist ungefähr exp(–j2πkδ/N) wobei k einen Tonindex und N die Anzahl der Töne repräsentiert.
Die Signalformung einer Ausführungsform umfasst das Formen einer Amplitude von Tönen des wenigstens einen Eingangsstroms. Die Signalformung einer Ausführungsform umfasst das Formen mittels eines Paars von Amplitudenfunktionen. Das Formen einer Ausführungsform umfasst das Erzeugen eines ersten Sendesignals durch Formen des Eingangsstroms mittels einer ersten Amplitudenfunktion, und das Erzeugen eines zweiten Sendesignals durch Formen des Eingangsstroms mittels einer zweiten Amplitudenfunktion.
Das Senden einer Ausführungsform umfasst das Senden des ersten Sendesignals mittels einer ersten Antenne und das Senden des zweiten Sendesignals mittels einer zweiten Antenne. Der Mechanismus einer Ausführungsform umfasst das Konfigurieren der ersten Antenne und der zweiten Antenne als kreuzpolare Antennen. Das Paar von Amplitudenfunktionen einer Ausführungsform ist eines von linearen Funktionen und Sinusfunktionen. Das Paar von Amplitudenfunktionen einer Ausführungsform weist die Funktionen f₁(k) und f₂(k) auf, wobei keinen Tonindex repräsentiert. Die Amplitudenfunktionen einer Ausführungsform sind so gewählt, dass f₁(k)² + f₂(k)² = 1, ∀ k = 1...N.
Das Transformieren einer Ausführungsform umfasst ein erstes Transformieren des wenigstens einen Eingangsstroms. Das Transformieren einer Ausführungsform umfasst ein zweites Transformieren, das auf wenigstens einen Signalausgang des ersten Transformierens angewendet wird.
Das zweite Transformieren einer Ausführungsform gibt die Sendesignale aus.
Das erste Transformieren einer Ausführungsform umfasst eine erste Transformationsoperation und eine zweite Transformationsoperation, die auf einen Eingangsstrom angewendet werden. Die zweite Transformationsoperation einer Ausführungsform legt die variable Verzögerung an den Eingangsstrom an.
Das zweite Transformieren einer Ausführungsform umfasst eine dritte Transformationsoperation, die ein erstes Sendesignal an eine erste Antenne ausgibt. Das zweite Transformieren einer Ausführungsform umfasst eine vierte Transformationsoperation, die ein zweites Sendesignal an eine zweite Antenne ausgibt. Das zweite Transformieren einer Ausführungsform umfasst eine fünfte Transformationsoperation, die ein drittes Sendesignal an eine dritte Antenne ausgibt. Das zweite Transformieren einer Ausführungsform umfasst eine sechste Transformationsoperation, die ein viertes Sendesignal an eine vierte Antenne ausgibt. Die dritte und die fünfte Transformationsoperation einer Ausführungsform wenden eine erste Amplitudenformung auf einen Ausgang der ersten Transformationsoperation an, und die vierte und die sechste Transformationsoperation wenden eine zweite Amplitudenformung auf einen Ausgang der zweiten Transformationsoperation an. Die erste Transformationsoperation einer Ausführungsform wendet die erste Amplitudenformung an, und die zweite Transformationsoperation wendet die zweite Amplitudenformung an. Eine oder mehrere der zweiten Transformation, der vierten Transformation und der sechsten Transformation einer Ausführungsform wenden eine oder mehrere einer progressiven Phasenverschiebungsoperation und einer Zeitdomänenverschiebungsoperation auf einen Eingang an.
Das erste Transformieren einer Ausführungsform umfasst eine erste Transformationsoperation, die ein erstes Sendesignal an eine erste Antenne ausgibt. Das erste Transformieren einer Ausführungsform umfasst eine zweite Transformationsoperation, die ein zweites Sendesignal an eine zweite Antenne ausgibt. Die zweite Transformationsoperation einer Ausführungsform legt die variable Verzögerung an den Eingangsstrom an.
Das Transformieren einer Ausführungsform umfasst ein erstes Transformieren des ersten und zweiten Eingangsstroms. Das erste Transformieren einer Ausführungsform umfasst eine erste Transformationsoperation, die ein erstes Sendesignal an eine erste Antenne ausgibt. Das erste Transformieren einer Ausführungsform umfasst eine zweite Transformationsoperation, die ein zweites Sendesignal an eine zweite Antenne ausgibt. Das erste Transformieren einer Ausführungsform umfasst eine dritte Transformationsoperation, die ein drittes Sendesignal an eine dritte Antenne ausgibt. Das erste Transformieren einer Ausführungsform umfasst eine vierte Transformationsoperation, die ein viertes Sendesignal an eine vierte Antenne ausgibt. Die erste und die zweite Transformationsoperation einer Ausführungsform wenden eine erste Amplitudenformung auf den ersten Eingangsstrom an, und die dritte und die vierte Transformationsoperation wenden eine zweite Amplitudenformung auf den zweiten Eingangsstrom an.
Die Sendesignale einer Ausführungsform sind OFDM(orthogonales Frequenzmultiplexen)-Signale in einem drahtlosen digitalen Kommunikationssystem.
Die Antennenvirtualisierung einer Ausführungsform umfasst einen Mechanismus, der das Erzeugen einer Vielzahl von Kommunikationssignalen aus wenigstens einem Signalstrom umfasst. Das Erzeugen einer Ausführungsform umfasst das Anlegen/Anwenden eines oder mehrerer einer variablen Verzögerung, einer Phasenverschiebung und einer Signalformung an/auf Informationen des wenigstens einen Eingangsstroms. Der Mechanismus einer Ausführungsform umfasst das Senden jedes der Vielzahl von Kommunikationssignalen durch eine jeweilige einer Vielzahl von Antennen. Das gemeinsame Senden der Vielzahl von Sendesignalen einer Ausführungsform formt ein Strahlungsmuster, das von wenigstens einer virtuellen Antenne zu stammen scheint. Die Anzahl der virtuellen Antennen einer Ausführungsform ist geringer, als die Anzahl der Vielzahl von Antennen. Die Antennenvirtualisierung einer Ausführungsform weist ein computerlesbares Medium mit ausführbaren Befehlen auf, die, wenn sie in einem Verarbeitungssystem ausgeführt werden, ein Kommunikationssystem bereitstellen, das Signale durch Empfangen wenigstens eines Eingangsstroms von Kommunikationssignalen sendet. Die Befehle einer Ausführungsform erzeugen, wenn sie ausgeführt werden, eine Vielzahl von Sendesignalen aus dem wenigstens einen Eingangsstrom durch Transformieren des wenigstens einen Eingangsstroms. Das Transformieren einer Ausführungsform umfasst das Anlegen/Anwenden eines oder mehrerer einer variablen Verzögerung, einer Phasenverschiebung und einer Signalformung an/auf Informationen des wenigstens einen Eingangsstroms. Die Befehle einer Ausführungsform senden, wenn sie ausgeführt werden, jedes der Vielzahl von Sendesignalen durch eine jeweilige der Vielzahl von Antennen. Die Anzahl des wenigstens einen Eingangsstroms einer Ausführungsform ist geringer, als die Anzahl der Vielzahl von Sendesignalen.
Das von den Befehlen des Mediums einer Ausführungsform ausgeführte Transformieren verändert den Polarisationswinkel des wenigstens einen Eingangsstroms.
Das von den Befehlen des Mediums einer Ausführungsform ausgeführte Transformieren verändert die Signalstärke des wenigstens einen Eingangsstroms.
Das von den Befehlen des Mediums einer Ausführungsform ausgeführte Transformieren wendet eine Zeitdomänen-Verschiebung auf den wenigstens einen Eingangsstrom an.
Das von den Befehlen des Mediums einer Ausführungsform ausgeführte Transformieren wendet eine progressive Phasenverschiebung auf den wenigstens einen Eingangsstrom an.
Das von den Befehlen des Mediums einer Ausführungsform ausgeführte Transformieren legt eine Phasenrampe an den wenigstens einen Eingangsstrom an.
Die Phasenverschiebung einer Ausführungsform umfasst eine Phasenverschiebung von Tönen des wenigstens einen Eingangsstroms.
Die Signalformung einer Ausführungsform umfasst das Formen einer Amplitude von Tönen des wenigstens einen Eingangsstroms.
Das von den Befehlen des Mediums einer Ausführungsform ausgeführte Transformieren umfasst ein erstes Transformieren des wenigstens einen Eingangsstroms.
Das von den Befehlen des Mediums einer Ausführungsform ausgeführte Transformieren umfasst ein zweites Transformieren, das auf den wenigstens einen Signalausgang des ersten Transformierens angewendet wird, wobei das zweite Transformieren die Sendesignale ausgibt.
Die Antennenvirtualisierung einer Ausführungsform weist eine Vorrichtung mit einem Prozessor auf, der mit einer Virtualisierungskomponente verbunden ist. Die Virtualisierungskomponente einer Ausführungsform ist mit wenigstens einem Eingangsstrom von einem Kommunikationssystem verbunden und weist eine Vielzahl von Ausgängen auf, die mit einer Vielzahl von Antennen verbunden sind. Die Virtualisierungskomponente einer Ausführungsform ist so konfiguriert, dass sie eine Vielzahl von Sendesignalen aus dem wenigstens einen Eingangsstrom durch Anwenden wenigstens einer Signaltransformation auf den wenigstens einen Eingangsstrom erzeugt. Jedes der Vielzahl von Sendesignalen einer Ausführungsform wird von einer jeweiligen der Vielzahl von Antennen gesendet, so dass das gemeinsame Senden der Vielzahl von Antennen ein Strahlungsmuster formt, das von wenigstens einer virtuellen Antenne zu stammen scheint. Die Anzahl der virtuellen Antennen einer Ausführungsform ist geringer, als die Anzahl der Vielzahl von Antennen.
Die Antennenvirtualisierung einer Ausführungsform weist eine Vorrichtung mit einer Vielzahl von Sendeantennen auf. Die Antennenvirtualisierung einer Ausführungsform weist eine Virtualisierungskomponente auf, die mit der Vielzahl von Sendeantennen verbunden ist. Die Virtualisierungskomponente einer Ausführungsform ist mit wenigstens einem Eingangsstrom von einem Codierer verbunden. Die Virtualisierungskomponente einer Ausführungsform ist so konfiguriert, dass sie eine Vielzahl von Kommunikationssignalen aus dem wenigstens einen Eingangsstrom durch Anwenden wenigstens einer Signaltransformation auf den wenigstens einen Eingangsstrom erzeugt. Jedes der Vielzahl von Sendesignalen einer Ausführungsform wird von einer jeweiligen der Vielzahl von Antennen gesendet, so dass das gemeinsame Senden der Vielzahl von Sendeantennen ein Strahlungsmuster formt, das von wenigstens einer virtuellen Antenne zu stammen scheint. Die Anzahl der virtuellen Antennen einer Ausführungsform ist geringer, als die Anzahl der Vielzahl von Sendeantennen.
Vorliegend beschriebene Aspekte der Antennenvirtualisierung können als Funktionalität implementiert werden, die in beliebigen einer Vielzahl von Schaltungen programmiert wird, einschließlich programmierbaren Logikschaltungen, z. B. Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), Programmable Array Logic(PAL)-Vorrichtungen, elektrisch programmierbare Logik und Speichervorrichtungen und standardmäßige zellbasierte Vorrichtungen, sowie Application Specific Integrated Circuits (ASICs). Einige andere Möglichkeiten der Implementierung von Aspekten der Antennenvirtualisierung umfassen: Mikrocontroller mit Speicher (z. B. Electronically Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM), eingebettete Mikroprozessoren, Firmware, Software, etc. Des Weiteren können Aspekte der Antennenvirtualisierung in Mikroprozessoren mit softwarebasierter Schaltungsemulation, diskreter Logik (sequentiell und kombinatorisch), Kundenvorrichtungen, (neuronaler) Fuzzylogik, Quantenvorrichtungen und Hybriden jeder der oben genannten Vorrichtungsarten implementiert werden. Selbstverständlich können die zu Grunde liegenden Vorrichtungstechnologien in einer Vielzahl von Komponentenarten vorgesehen werden, z. B. Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor(MOSFET)-Technologien wie Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS), bipolaren Technologien wie Emitter-Coupled Logic (ECL), Polymertechnologien (z. B. silizium-konjugierte Polymer- und metall-konjugierte Polymer-Metall-Strukturen), Analog-Digital-Mischungen, etc.
Es wird angemerkt, dass Komponenten der vorliegend offenbarten verschiedenen Systeme und Vorrichtungen hinsichtlich ihrer Verhaltens-, Funktions- und/oder anderen Eigenschaften unter Verwendung von computergestützten Designwerkzeugen beschrieben und/oder als Daten und/oder Befehle, die in verschiedenen computerlesbaren Medien enthalten sind, ausgedrückt (oder repräsentiert) werden können. Computerlesbare Medien, in denen derartige formatierten Daten/und oder Befehle enthalten sein können, umfassen nichtflüchtige Speichermedien in verschiedenen Formen (z. B. optische, magnetische oder Halbleiter-Speichermedien) und Trägerwellen, die verwendet werden können, um derartige formatierte Daten und/oder Befehle durch drahtlose, optische oder verdrahtete Signalübertragungsmedien zu übertragen, oder beliebige Kombinationen davon, sind jedoch nicht hierauf beschränkt. Beispiele des Übertragens derartiger formatierter Daten und/oder Befehle durch Trägerwellen umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Übertragungen (Hinaufladen (Upload), Herunterladen (Download), E-Mail, etc.) über das Internet und/oder andere Computernetze über ein oder mehrere Datenübertragungsprotokolle (z. B. HTTP, FTP, SMTP, etc.). Wenn sie in einem Computersystem über ein oder mehrere computerlesbare Medien empfangen werden, können derartige Daten und/oder befehlsbasierte Ausdrücke der oben beschriebenen Systeme und Vorrichtungen von einer Verarbeitungseinheit (z. B. einem oder mehreren Prozessoren) in dem Computersystem in Zusammenhang mit der Ausführung eines oder mehrerer anderer Computerprogramme verarbeitet werden.
Wenn es nicht der Zusammenhang eindeutig anders erfordert, sind in der gesamten Beschreibung die Worte „aufweisen”, „umfassen” und dergleichen in einem einschließenden Sinn und nicht in einem ausschließenden oder erschöpfenden Sinn auszulegen, d. h. im Sinn von „einschließend, aber nicht beschränkt auf”. Worte, die im Singular oder Plural verwendet sind, umfassen auch jeweils den Plural oder Singular. Außerdem beziehen sich die Worte „vorliegend”, „hierunter”, „oben”, „unten”, und Worte ähnlicher Bedeutung auf die vorliegende Anmeldung als Ganzes und nicht auf bestimmte Teile der Anmeldung. Wenn das Wort „oder” in Bezug auf eine Liste von zwei oder mehr Punkten verwendet wird, deckt dieses Wort alle der folgenden Auslegungen des Worts ab: jeden Punkt in der Liste, alle Punkte in der Liste und jede Kombination der Punkte in der Liste.
Es ist nicht beabsichtigt, dass die vorstehende Beschreibung dargestellter Ausführungsformen der Antennenvirtualisierung erschöpfend ist oder die Systeme und Vorrichtungen auf die genaue offenbarte Form beschränkt. Obwohl vorliegend spezifische Ausführungsformen und Beispiele der Antennenvirtualisierung zum Zwecke der Verdeutlichung beschrieben worden sind, sind im Umfang anderer Systeme und Vorrichtungen verschiedene äquivalente Modifikationen möglich, wie der Fachmann auf dem relevanten Gebiet erkennen wird. Die vorliegend bereitgestellte Lehre der Antennenvirtualisierung kann auf andere Verarbeitungssysteme und -vorrichtungen und nicht nur auf die oben beschriebenen Systeme und Vorrichtungen angewendet werden.
Die Elemente und Handlungen der oben beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen können kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen bereitzustellen. Diese und weitere Änderungen können angesichts der obigen detaillierten Beschreibung an der Antennenvirtualisierung vorgenommen werden.
Im Allgemeinen sollten in den nachfolgenden Ansprüchen die verwendeten Ausdrücke nicht so ausgelegt werden, dass sie die Antennenvirtualisierung auf die in der Beschreibung und den Ansprüchen offenbarten spezifischen Ausführungsformen beschränken, sondern sollten so ausgelegt werden, dass sie alle Kommunikationssysteme umfassen, die gemäß den Ansprüchen arbeiten. Demgemäß ist die Antennenvirtualisierung nicht durch die Offenbarung beschränkt, sondern der Umfang der Antennenvirtualisierung ist stattdessen gänzlich von den Ansprüchen zu bestimmen.
Obwohl gewisse Aspekte der Antennenvirtualisierung unten in bestimmten Anspruchsformen dargestellt sind, erwägen die Erfinder die verschiedenen Aspekte der Antennenvirtualisierung in beliebiger Anzahl von Anspruchsformen. Demgemäß behalten sich die Erfinder das Recht vor, nach Hinterlegung der Anmeldung weitere Ansprüche hinzuzufügen, um solche zusätzlichen Anspruchsformen für andere Aspekte der Antennenvirtualisierung zu verfolgen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE 802.16e [0003]

Claims

Kommunikationssystem mit: einer Vielzahl von Antennen; und einer Virtualisierungskomponente mit einer Vielzahl von Ausgängen, die mit der Vielzahl von Antennen verbunden sind, wobei die Virtualisierungskomponente mit wenigstens einem Eingangsstrom aus einem Codierer verbunden ist, wobei die Virtualisierungskomponente so konfiguriert ist, dass sie eine Vielzahl von Sendesignalen aus dem wenigstens einen Eingangsstrom durch Anwenden wenigstens einer Signaltransformation auf den wenigstens einen Eingangsstrom erzeugt, wobei jedes der Vielzahl von Sendesignalen von einer jeweiligen der Vielzahl von Antennen gesendet wird, so dass das gemeinsame Senden der Vielzahl von Antennen ein Strahlungsmuster formt, das von wenigstens einer virtuellen Antenne zu stammen scheint, wobei die Anzahl der virtuellen Antennen geringer ist, als die Anzahl der Vielzahl von Antennen.
System nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Signaltransformation wenigstens einen Parameter des wenigstens einen Eingangsstroms verändert.
System nach Anspruch 2, wobei der wenigstens eine Parameter eines oder mehrere aufweist von Polarisationswinkel, Signalstärke, Phase und Symbolposition.
System nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Signaltransformation den Polarisationswinkel des wenigstens einen Eingangsstroms verändert.
System nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Signaltransformation die Signalstärke des wenigstens einen Eingangsstroms verändert.
System nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Signaltransformation eine Zeitdomänenverschiebung auf den wenigstens einen Eingangsstrom anwendet.
System nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Signaltransformation eine progressive Phasenverschiebung auf den wenigstens einen Eingangsstrom anwendet.
System nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Signaltransformation eine Phasenrampe an den wenigstens einen Eingangsstrom anlegt.
System nach Anspruch 8, wobei die Phasenrampe eine einer negativen und einer positiven Steigung hat.
System nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Signaltransformation eines oder mehrere einer Nulltransformation, einer Cyclic Delay Diversity(zyklische Verzögerungsdiversität)-Transformation und wenigstens einer Amplitudenformungs-Transformation aufweist.
System nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Signaltransformation das Anlegen einer variablen Verzögerung an den wenigstens einen Eingangsstrom umfasst.
System nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Signaltransformation das Anwenden einer Phasenverschiebung auf den wenigstens einen Eingangsstrom umfasst.
System nach Anspruch 12, wobei die Phasenverschiebung eine Phasenverschiebung von Tönen des wenigstens einen Eingangsstroms aufweist.
System nach Anspruch 13, wobei die Phasenverschiebung ungefähr exp(–j2πkδ/N) ist, wobei k einen Tonindex und N die Anzahl der Töne repräsentiert.
System nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Signaltransformation das Formen einer Amplitude von Tönen des wenigstens einen Eingangsstroms umfasst.
System nach Anspruch 15, wobei das Formen das Formen mittels eines Paars von Amplitudenfunktionen umfasst.
System nach Anspruch 16, wobei das Formen das Erzeugen eines ersten Sendesignals durch Formen des Eingangsstroms mittels einer ersten Amplitudenfunktion umfasst, und das Erzeugen eines zweiten Sendesignals durch Formen des Eingangsstroms mittels einer zweiten Amplitudenfunktion.
System nach Anspruch 17, wobei das erste Sendesignal mittels einer ersten Antenne gesendet wird und das zweite Sendesignal mittels einer zweiten Antenne gesendet wird.
System nach Anspruch 18, wobei die erste Antenne und die zweite Antenne kreuzpolare Antennen sind.
System nach Anspruch 16, wobei das Paar von Amplitudenfunktionen eines von linearen Funktionen und Sinusfunktionen ist.
System nach Anspruch 1, wobei das Paar von Funktionen die Funktionen f₁(k) und f₂(k) aufweist, wobei k einen Tonindex repräsentiert.
System nach Anspruch 21, wobei die Amplitudenfunktionen so gewählt sind, dass f₁(k)² + f₂(k)² = 1, ∀ k = 1...N.
System nach Anspruch 1, wobei die Virtualisierungskomponente einen ersten Satz von Transformationskomponenten aufweist, der mit dem wenigstens einen Eingangsstrom verbunden ist.
System nach Anspruch 23, wobei die Virtualisierungskomponente einen zweiten Satz von Transformationskomponenten aufweist, der so gekoppelt ist, dass er Ausgänge des ersten Satzes von Transformationskomponenten empfängt, wobei der zweite Satz von Transformationskomponenten die Sendesignale ausgibt.
System nach Anspruch 24, wobei der erste Satz von Transformationskomponenten erste und zweite Wandler aufweist, die mit einem Eingangsstrom verbunden sind.
System nach Anspruch 25, wobei der zweite Wandler eine variable Verzögerung an den Eingangsstrom anlegt.
System nach Anspruch 25, wobei der zweite Satz von Transformationskomponenten aufweist: einen dritten Wandler, der mit einem Ausgang des ersten Wandlers verbunden ist, wobei der dritte Wandler ein erstes Sendesignal an eine erste Antenne ausgibt; einen vierten Wandler, der mit einem Ausgang des ersten Wandlers verbunden ist, wobei der vierte Wandler ein zweites Sendesignal an eine zweite Antenne ausgibt; einen fünften Wandler, der mit einem Ausgang des zweiten Wandlers verbunden ist, wobei der fünfte Wandler ein drittes Sendesignal an eine dritte Antenne ausgibt; und einen sechsten Wandler, der mit einem Ausgang des zweiten Wandlers verbunden ist, wobei der sechste Wandler ein viertes Sendesignal an eine vierte Antenne ausgibt.
System nach Anspruch 27, wobei der dritte und der fünfte Wandler eine erste Amplitudenformungstransformation auf einen Eingang anwenden, und der vierte und der sechste Wandler eine zweite Amplitudenformungstransformation auf einen Eingang anwenden.
System nach Anspruch 28, wobei der erste Wandler die erste Amplitudenformungstransformation auf den Eingangsstrom anwendet, und der zweite Wandler die zweite Amplitudenformungstransformation auf den Eingangsstrom anwendet.
System nach Anspruch 27, wobei einer oder mehrere des zweiten Wandlers, des vierten Wandlers und des sechsten Wandlers eine oder mehrere einer progressiven Phasenverschiebung und einer Zeitdomänenverschiebung auf einen Eingang anwenden.
System nach Anspruch 23, wobei der erste Satz von Transformationskomponenten aufweist: einen ersten Wandler, der ein erstes Sendesignal an eine erste Antenne ausgibt; und einen zweiten Wandler, der ein zweites Sendesignal an eine zweite Antenne ausgibt.
System nach Anspruch 31, wobei der zweite Wandler eine variable Verzögerung an den Eingangsstrom anlegt.
System nach Anspruch 1, wobei die Virtualisierungskomponente einen ersten Satz von Transformationskomponenten aufweist, die mit dem ersten und dem zweiten Eingangsstrom verbunden sind.
System nach Anspruch 33, wobei der erste Satz von Transformationskomponenten aufweist: einen ersten Wandler, der mit dem ersten Eingangsstrom verbunden ist, wobei der erste Wandler ein erstes Sendesignal an eine erste Antenne ausgibt; einen zweiten Wandler, der mit dem ersten Eingangsstrom verbunden ist, wobei der zweite Wandler ein zweites Sendesignal an eine zweite Antenne ausgibt; einen dritten Wandler, der mit dem zweiten Eingangsstrom verbunden ist, wobei der dritte Wandler ein drittes Sendesignal an eine dritte Antenne ausgibt; und einen vierten Wandler, der mit denn zweiten Eingangsstrom verbunden ist, wobei der vierte Wandler ein viertes Sendesignal an eine vierte Antenne ausgibt.
System nach Anspruch 34, wobei der erste und der zweite Wandler eine erste Amplitudenformungstransformation auf den ersten Eingangsstrom anwenden, und wobei der dritte und der vierte Wandler eine zweite Amplitudenformungstransformation auf den zweiten Eingangsstrom anwenden.
System nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Antennen und die Virtualisierungskomponente mit einer Basisstation in einem drahtlosen digitalen Kommunikationssystem verbunden sind.
System nach Anspruch 1, wobei die Sendesignale mittels Orthogonal Frequency Divison Multiplexing (OFDM; orthogonales Frequenzmultiplexen) moduliert werden.
System nach Anspruch 1, wobei sich die Virtualisierungskomponente auf einem Computerchip befindet und mit einem Prozessor verbunden ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Virtualisierungskomponente auf einem Computer-Chipsatz verteilt und mit einem Prozessor verbunden ist.
Vorrichtung mit einem Prozessor, der mit einer Virtualisierungskomponente verbunden ist, wobei die Virtualisierungskomponente mit wenigstens einem Eingangsstrom aus einem Kommunikationssystem verbunden ist und eine Vielzahl von Ausgängen aufweist, die mit einer Vielzahl von Antennen verbunden sind, wobei die Virtualisierungskomponente so konfiguriert ist, dass sie eine Vielzahl von Sendesignalen aus dem wenigstens einen Eingangsstrom durch Anwenden wenigstens einer Signaltransformation auf den wenigstens einen Eingangsstrom erzeugt, wobei jedes der Vielzahl von Sendesignalen von einer jeweiligen der Vielzahl von Antennen gesendet wird, so dass das gemeinsame Senden der Vielzahl von Antennen ein Strahlungsmuster formt, das von wenigstens einer virtuellen Antenne zu stammen scheint, wobei die Anzahl der virtuellen Antennen geringer ist, als die Anzahl der Vielzahl von Antennen.
Vorrichtung mit: einer Vielzahl von Sendeantennen; und einer Virtualisierungskomponente, die mit der Vielzahl von Sendeantennen verbunden ist, wobei die Virtualisierungskomponente mit wenigstens einem Eingangsstrom aus einem Codierer verbunden ist, wobei die Virtualisierungskomponente so konfiguriert ist, dass sie eine Vielzahl von Kommunikationssignalen aus dem wenigstens einen Eingangsstrom durch Anwenden wenigstens einer Signaltransformation auf den wenigstens einen Eingangsstrom erzeugt, wobei jedes der Vielzahl von Kommunikationssignalen von einer jeweiligen der Vielzahl von Antennen gesendet wird, so dass das gemeinsame Senden der Vielzahl von Antennen ein Strahlungsmuster formt, das von wenigstens einer virtuellen Antenne zu stammen scheint, wobei die Anzahl der virtuellen Antennen geringer ist, als die Anzahl der Vielzahl von Sendeantennen.