ES2713487T3

ES2713487T3 - Control de antena activa

Info

Publication number: ES2713487T3
Application number: ES13167322T
Authority: ES
Inventors: Javier Lopez; Pezennec Yannick Le; Brendan Mcwilliams; Arauzo Miguel Arranz
Original assignee: Vodafone Espana SA; Vodafone IP Licensing Ltd
Current assignee: Vodafone Espana SA; Vodafone IP Licensing Ltd
Priority date: 2012-05-10
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2019-05-22
Anticipated expiration: 2033-05-10
Also published as: ES2429416R1; US20130300604A1; ES2429416B1; ES2429416A2; EP2662927B1; EP2662927A1

Abstract

Un controlador (70) de antena activa, dispuesto para proporcionar una señal (21) de control para el ajuste dinámico de la forma de haz de una antena (30) activa asociada para su uso en una estación de una red de radio celular en base a una pluralidad de mediciones de la calidad para una señal recibida en la antena activa, en donde la señal de control es para la selección dinámica del ángulo de inclinación de la antena activa asociada, caracterizado por que el controlador de antena activa está adaptado para establecer la pluralidad de mediciones de la calidad de una señal recibida desde una pluralidad de estaciones móviles localizadas de manera diferente ajustando la forma de haz de la antena activa asociada a cada una de una pluralidad de formas de haz de configuración, basándose cada una de la pluralidad de mediciones de la calidad en una calidad para una respectiva porción de la señal recibida asociada con cada una de la pluralidad de estaciones móviles localizadas de manera diferente.

Description

DESCRIPCION

Control de antena activa

Campo tecnico de la invencion

La invencion se refiere a un controlador de antena activa, una antena activa que comprende tal controlador y un metodo de control de una antena activa para una antena activa, preferiblemente como parte de una estacion de red celular.

Antecedentes de la invencion

Las antenas activas estan siendo utilizadas cada vez mas, particularmente dentro de las redes celulares. Estas antenas pueden comprender placas de transmision y recepcion dedicadas por dipolo, permitiendo a un operador de red configurar la forma de haz de la antena. En particular, se puede ajustar el angulo de inclinacion. Ademas, se pueden establecer diferentes angulos de inclinacion para trayectorias de enlace ascendente y de enlace descendente.

La inclinacion del haz es establecida convencionalmente por el ingeniero de diseno de manera estatica. Este proceso se lleva a cabo en una fase de optimizacion, durante la instalacion, periodicamente o en una base ad hoc. Una vez establecido durante la optimizacion, el angulo de inclinacion permanece constante.

Una razon para esto es como sigue. El ajuste de la forma de haz puede cambiar el area de cobertura del sector de celda. El area de cobertura optima se determina normalmente durante la planificacion de red. Esto tiene en cuenta la capacidad de la celda, la cobertura y capacidad de la celda vecina, los efectos de propagacion de radio, el terreno y otros factores para proporcionar una Calidad de Servicio (QoS) minima en un area geografica amplia. Ademas, la planificacion de red actual tambien se basa en suposiciones para un gran numero de factores, incluyendo la distribucion de estaciones moviles dentro de una celda, las proporciones tfpicas de usuarios activos, el tipo de servicio solicitado (voz o datos), el modelado del canal de propagacion. Por tanto, mantener constante la forma de haz y especialmente el angulo de inclinacion se ha considerado deseable, para evitar cualquier impacto negativo en la QoS minima.

Mejorar el uso eficiente de antenas activas sin alterar los niveles de QoS es un reto significativo en el diseno de sistemas de radio.

El documento EP 2611 045 A2 describe un sistema de transmision y metodo para su uso en una red de comunicacion movil que comprende una disposicion de antena activa de multiples antenas.

El documento FR 2766994 A1 describe un conjunto de antenas en fase adaptativas de transmision y recepcion. En una realizacion, el sistema de antena es accionado por una unidad de control del haz, que mueve la direccion del haz en un orden prescrito.

El documento US 2011/0205930 A1 describe tecnicas para determinar las ponderaciones de antena transmisora en una estacion base.

El documento US 2011/0199992 A1 describe un sistema y metodo para el barrido patente de radiacion de antena y redes inalambricas.

Compendio de la invencion

Con estos antecedentes, se proporciona un controlador de antena activa segun la reivindicacion 1.

El controlador de antena activa por lo tanto ajusta dinamicamente la forma de haz, preferiblemente el angulo de inclinacion de la antena activa, en base a realimentacion de una senal transmitida por o recibida en la misma antena activa. Este enfoque dinamico (opcionalmente, de bucle cerrado) contrasta con el control estatico tomado por los sistemas existentes, en los que la forma de haz (angulo de inclinacion) se establece durante una fase de configuracion inicial y luego permanece constante. El ajuste dinamico puede tener lugar con una frecuencia predeterminada, es ventajosamente automatico y se puede efectuar utilizando un procesador configurado en consecuencia.

La medicion de la calidad puede capturar la variacion en la distribucion de estaciones moviles dentro de una celda, las proporciones de usuarios activos, el tipo de servicio solicitado (voz o datos), la propagacion del canal y por lo tanto mejora la eficiencia. Seleccionando optimamente la forma de haz, se puede reducir asf el ruido en el sistema y se puede aumentar la intensidad de senal (y la relacion senal a ruido o equivalentemente, la relacion senal a ruido mas interferencia) para las senales recibidas por la antena activa. Esto puede aumentar la capacidad del sistema que utiliza la antena activa, especialmente si es una estacion base de red celular y consecuentemente, tambien se puede mejorar la experiencia proporcionada a los usuarios.

Una antena activa comprende tfpicamente una pluralidad de dipolos, estando acoplado cada dipolo a un respectivo modulo de RF. La senal de control se puede por lo tanto proporcionar a la pluralidad de modulos de RF para efectuar la forma de haz deseada. La senal de control es preferiblemente una senal proporcionada a uno o mas modulos de RF para generar la forma de haz seleccionada. Mas preferiblemente, la senal de control se configura para seleccionar un vector de fase, estableciendo asf el desplazamiento de fase relevante en cada modulo de RF. Esto puede determinar la forma de haz resultante, tal como el angulo de inclinacion.

Preferiblemente, la medicion de la calidad es para una senal (que puede comprender una o mas senales en la practica) recibida en la antena activa. Adicionalmente o alternativamente, el ajuste dinamico se refiere a senales recibidas en la antena activa.

Preferiblemente, la medicion de la calidad se puede basar en una senal comunicada entre la antena activa y una pluralidad de estaciones moviles localizadas de manera diferente. Mas preferiblemente, la medicion de la calidad se basa en una senal recibida en la antena activa desde una pluralidad de estaciones moviles localizadas de manera diferente (llamadas el enlace ascendente). Aunque se utiliza el termino estaciones moviles, esto se utiliza dentro de su contexto normal dentro de redes celulares, siendo tales estaciones moviles denominadas equivalentemente como Equipo de Usuario (UE). Por tanto, algunas estaciones pueden no estar necesariamente en movimiento o incluso ser movibles. Ventajosamente, las estaciones moviles localizadas de manera diferente pueden comprender cada una un receptor distinto de cualquier receptor acoplado a la antena activa. Las estaciones moviles localizadas de manera diferente se localizan beneficiosamente sobre un area geografica predeterminada. Esto permite que la medicion de la calidad indique la eficacia de la forma de haz de la antena activa. La medicion de la calidad preferiblemente comprende uno o mas de: al menos una intensidad de senal de la senal comunicada; al menos una relacion senal a ruido para la senal comunicada; y una tasa de error de los datos contenidos en la senal comunicada.

Opcionalmente, el controlador de antena activa comprende ademas una entrada para recibir informacion relativa a la medicion de la calidad para una o mas senales comunicadas a traves de la antena activa. Esta informacion relativa a la medicion de la calidad puede ser para una o mas senales recibidas en la antena activa. En el ultimo caso, la informacion puede ser proporcionada al controlador de antena activa por otra estacion base que haya recibido la senal transmitida por la antena activa.

En la realizacion preferida, la medicion de la calidad es para una senal comunicada entre la antena activa y una pluralidad de estaciones moviles localizadas de manera diferente. La medicion de la calidad se puede entonces basar en una relacion senal a ruido para una respectiva porcion de la senal comunicada asociada con cada una de la pluralidad de estaciones moviles localizadas de manera diferente. Una relacion senal a ruido (SNR) puede ser una relacion senal a ruido mas interferencia (SINR), donde hay interferencia presente.

En algunas realizaciones, se puede adaptar un procesador para determinar la medicion de la calidad en base a una o mas senales recibidas en la antena activa.

Preferiblemente, el controlador de antena activa tambien comprende un procesador, configurado para generar la senal de control para el ajuste dinamico de la forma de haz de la antena activa asociada en base a la medicion de la calidad. Mas preferiblemente, el controlador de antena activa comprende ademas una salida para proporcionar la senal de control a la antena activa asociada. Puede haber opcionalmente una pluralidad de senales de control, cada una de la pluralidad de senales de control relativas al respectivo modulo de RF para la pluralidad de modulos de RF comprendidos en la antena activa.

El controlador de antena activa puede controlar la forma de haz de la antena activa esencialmente de manera continua. En otras palabras, cada vez que se obtiene una nueva medicion de la calidad para una senal comunicada a traves de la antena activa, se puede ajustar la forma de haz.

Sin embargo, la realizacion preferida opera ligeramente de manera diferente. Aqrn, el controlador de antena activa se configura para proporcionar la senal de control durante un primer periodo de tiempo para ajustar la forma de haz de la antena activa asociada a cada una de una pluralidad de formas de haz de configuracion, para establecer una respectiva medicion de la calidad para una senal comunicada a traves de la antena activa cuando se establece cada una de las formas de haz de configuracion. En otras palabras, el primer periodo de tiempo es un periodo de configuracion, utilizado para identificar una forma de haz deseable u optima. Entonces, el controlador de antena activa se puede configurar para determinar una forma de haz deseada en base a la pluralidad de mediciones de la calidad establecidas. Esto permite que el controlador de antena activa utilice la pluralidad de mediciones de la calidad establecidas (cada una de las cuales se refiere a una respectiva forma de haz) para encontrar la forma de haz que optimiza o maximiza la medicion de la calidad. En estas realizaciones, el controlador de antena activa se puede configurar ademas para proporcionar la senal de control durante un segundo periodo de tiempo para ajustar la forma de haz de la antena activa asociada a solo la forma de haz deseada. En este segundo periodo de tiempo (posterior y distinto del primer periodo de tiempo), la forma de haz de la antena activa puede ser fijada por el controlador de antena activa y no se toman mas mediciones de la calidad en este segundo periodo de tiempo. Mas preferiblemente, el primer y segundo periodos de tiempo vez se repiten con una frecuencia predeterminada, siguiendo un nuevo primer periodo de tiempo a la finalizacion del segundo periodo de tiempo. Se apreciara que el segundo periodo de tiempo es ventajosamente significativamente mas largo que el primer periodo de tiempo. Por ejemplo, el segundo periodo de tiempo puede ser 5, 10, 15, 20, 50 o 100 veces mas largo que el segundo periodo de tiempo.

Opcionalmente, se predetermina la pluralidad de formas de haz de configuracion. En tales casos, la forma de haz deseada se puede determinar seleccionando la de la pluralidad de formas de haz de configuracion que tenga la medicion de la calidad asociada optima. Alternativamente, la pluralidad de formas de haz de configuracion se puede determinar iterativamente. Esto puede ser implementado configurando el controlador de antena activa repetidamente para: establecer una forma de haz de configuracion; establecer la medicion de la calidad asociada para la forma de haz de configuracion establecida; y determinar una forma de haz de configuracion posterior en base a la medicion de la calidad asociada establecida. La forma de haz deseada se puede entonces determinar en base a la diferencia entre la forma de haz de configuracion posterior y la forma de haz de configuracion previa o en base al numero de repeticiones u otro factor que el experto en la tecnica entendena para utilizar en determinaciones iterativas.

En las realizaciones, el controlador de antena activa se puede configurar ademas para proporcionar la senal de control en base a si la antena activa esta siendo utilizada para la transmision o la recepcion. En otras palabras, se puede proporcionar una senal de control diferente para la transmision y la recepcion. Esto puede ser beneficioso en estaciones (estaciones base o estaciones moviles) de redes celulares, de modo que la forma de haz puede ser diferente entre el enlace ascendente y el enlace descendente. En algunas realizaciones, la forma de haz para la transmision o la recepcion se puede ajustar dinamicamente en base a la medicion de la calidad, mientras que la forma de haz para la otra se puede fijar o establecer de manera diferente.

Como se senalo anteriormente, la antena activa asociada puede comprender un conjunto de antenas. En tales casos, el controlador de antena activa se configura ademas preferiblemente para generar la senal de control para el ajuste por separado de cada una de las antenas en la antena activa asociada. La antena activa asociada puede comprender en casos particulares al menos una antena formada de una pluralidad de dipolos. La pluralidad de dipolos se puede disponer en forma contrapolar. La antena activa asociada puede comprender opcionalmente una pluralidad de antenas, estando formada cada antena de una respectiva pluralidad de dipolos. Entonces, el controlador de antena activa se puede configurar ademas para generar la senal de control para el ajuste por separado de cada uno de la pluralidad de dipolos en la antena activa asociada. Esto puede permitir una mejor diversidad de recepcion. Cada uno de la pluralidad de dipolos puede tener una polarizacion diferente. Tfpicamente, cada uno de la pluralidad de dipolos se monta como un par de dipolos, con polarizacion ortogonal. Esto puede permitir que se efectue la diversidad de transmision y recepcion. Por tanto, se puede ajustar independientemente el angulo de inclinacion de cada polarizacion.

En la realizacion preferida, el controlador de antena activa esta adaptado para el control de una antena activa asociada para su uso en una estacion (especialmente una estacion base) de una red de radio celular, preferiblemente para el control de la antena activa en un modo de recepcion. La presente invencion tambien se puede proporcionar como un componente (o parte) de una estacion para una red de radio celular que comprende el controlador de antena activa como se describe en la presente memoria. Preferiblemente, la estacion es una estacion base de una red de radio celular, tal como un Node B de una red celular de UTRAN o eNodeB de una red celular de E-UTRAN.

El controlador de antena activa puede ser parte de la antena activa (por ejemplo, dentro de una carcasa de la antena activa) o estar separado de la misma. En el primer caso, se puede proporcionar una antena activa que comprende el controlador de antena activa como se describe en la presente memoria. En el ultimo caso, se puede proporcionar un componente de una estacion de red celular que comprende el controlador de antena activa como se describe en la presente memoria. Por ejemplo, el componente puede ser una unidad de banda base de una estacion base.

En un aspecto adicional, la presente invencion puede proporcionar un metodo para controlar una antena activa que comprende ajustar dinamicamente la forma de haz de la antena activa en base a una medicion de la calidad para una senal comunicada a traves de la antena activa. En otro aspecto, la presente invencion se puede encontrar en un programa informatico, configurado para llevar a cabo un metodo descrito en la presente memoria cuando es operado en un procesador.

Se entendera que este metodo puede opcionalmente comprender los pasos o caractensticas utilizados para llevar a cabo cualquiera de las acciones descritas en relacion con el controlador de antena activa detallado anteriormente. Tambien, se puede implementar cualquier combinacion de las caractensticas del aparato o caractensticas del metodo individuales descritas, aunque no se describa explfcitamente.

Breve descripcion de los dibujos

La invencion se puede poner en practica de diversas maneras, un numero de las cuales se describira ahora a modo de ejemplo solamente y con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

la Figura 1 muestra un diagrama esquematico de un sistema de antena activa existente implementado para la recepcion;

la Figura 2 muestra un diagrama esquematico de un sistema de antena activa segun una primera realizacion de la presente invencion, implementado para la recepcion;

la Figura 3 muestra un diagrama esquematico de un sistema de antena activa segun una segunda realizacion de la presente invencion, implementado para la recepcion;

la Figura 4A representa un grafico de vector de fase frente al tiempo acorde con un modo de operacion segun la presente invencion; y

la Figura 4B ilustra una porcion ampliada del grafico de la Figura 4A.

Descripcion detallada de las realizaciones preferidas

Haciendo referencia primero a la Figura 1, se muestra un diagrama esquematico de un sistema 10 de antena activa existente, implementado para la recepcion. Dentro del sistema 10 de antena activa, se muestra una primera antena 30 y una segunda antena 50, aunque puede haber mas de estas dos antenas en una implementacion practica de este sistema. Tambien se proporciona un controlador 60 de antena activa.

Cada una de la primera antena 30 y la segunda antena 50 comprende un conjunto contrapolar de dipolos. Esto proporciona diversidad de receptor bidireccional, ya que cada dipolo se puede acoplar a un receptor separado.

Acoplado a un primer dipolo de la primera antena 30 se encuentra un primer receptor 22. La salida del primer receptor 22 se proporciona a un primer multiplicador 20. La otra entrada al primer multiplicador 20 es una primera senal 21 de desplazamiento de fase. La forma de la primera senal 21 de desplazamiento de fase es d 01, haciendo que la salida del primer receptor 22 sea ajustada por un angulo de fase de 01. La salida del primer multiplicador 20 es una primera senal 23 de salida. El primer receptor 22 y el primer multiplicador 20 juntos forman un primer modulo de RF.

El segundo dipolo de la primera antena 30 se acopla a un segundo receptor 27. El segundo receptor 27 se puede utilizar para recepcion de diversidad. La salida del segundo receptor 27 se proporciona a un segundo multiplicador 25. La otra entrada al segundo multiplicador 25 es una segunda senal 26 de desplazamiento de fase, de la forma d 01. La salida del segundo multiplicador 25 es una segunda senal 28 de salida. El segundo receptor 27 y el segundo multiplicador 25 juntos forman un segundo modulo de RF.

Existe una configuracion equivalente para la segunda antena 50. Un primer dipolo de una segunda antena 50 proporciona una senal a un tercer receptor 42 y la salida del receptor se proporciona a un tercer multiplicador 40. La otra entrada al tercer multiplicador 40 es una tercera senal de desplazamiento de fase de la forma d 0n. La salida del tercer multiplicador 40 es una tercera senal 43 de salida. El segundo dipolo de la segunda antena 50 se acopla a un cuarto receptor 47, la salida del cual se proporciona a un cuarto multiplicador 45. La otra entrada al cuarto multiplicador 45 es una cuarta senal 46 de desplazamiento de fase, de la forma d 0n. La salida del cuarto multiplicador 45 es una cuarta senal 48 de salida. El tercer receptor 42 y el tercer multiplicador 40 juntos forman un tercer modulo de RF y el cuarto receptor 47 y el cuarto multiplicador 45 juntos forman un cuarto modulo de RF.

Se observara que la primera senal 21 de desplazamiento de fase y la segunda senal 26 de desplazamiento de fase son la misma y la tercera senal 41 de desplazamiento de fase y la cuarta senal 46 de desplazamiento de fase son tambien la misma. Por tanto, los diagramas de antena de ambas trayectorias de recepcion de los respectivos dipolos son los mismos para cada antena.

Como se explico anteriormente, solo se muestran dos antenas en este diagrama esquematico, pero se apreciara que se pueden proporcionar mas de dos antenas. Esto se entendera mediante las lmeas de puntos que separan los componentes acoplados a la primera antena 30 de los componentes acoplados a la segunda antena 50.

El controlador 60 de antena activa se configura de tal menara que la inclinacion del haz, en el enlace ascendente y el enlace descendente, es establecida por el ingeniero de diseno de manera estatica. Esto ocurre en una sola vez, por ejemplo durante la instalacion o durante la optimizacion periodica o en una base ad hoc. Luego, el angulo de inclinacion permanece constante independientemente de la carga de red, la distribucion de usuarios y cualquier otro factor. Ademas, el angulo de inclinacion configurado en la trayectoria de enlace descendente es el mismo que el de la trayectoria de enlace ascendente.

Se ha reconocido que este enfoque estatico es ineficiente. Los factores tales como distribucion de usuarios, tipos de servicio y carga de red vanan con el tiempo. Ignorar estas variaciones reduce la eficiencia. En su lugar, es posible aprovechar la arquitectura de la antena activa para ajustar la inclinacion de la antena dinamicamente para maximizar la calidad de la senal comunicada a traves de la antena. Este es especialmente el caso en el que la antena activa se utiliza en el enlace ascendente de una estacion base para una red celular y se puede maximizar la calidad de la senal recibida.

En particular, el angulo de inclinacion objetivo puede ser uno que maximiza la relacion senal a ruido en la cadena de recepcion de la estacion base, pero sin degradacion del rendimiento. Esto se puede lograr asegurando que se puede establecer una relacion senal a ruido minima por usuario, de tal manera que se garantiza a todos los usuarios activos dentro de la celda de la estacion base un nivel de servicio mmimo. Se describen ahora los enfoques para implementar este ajuste dinamico de la forma de haz.

Haciendo referencia a continuacion a la Figura 2, se muestra un diagrama esquematico de un sistema de antena activa segun una primera realizacion de la presente invencion, implementado para la recepcion. La mayona de los componentes de este sistema 11 de antena activa son identicos al sistema 10 de antena activa mostrado en la Figura 1. En tales casos, se han utilizado los mismos numeros de referencia. La diferencia principal radica en la sustitucion del controlador 60 de antena activa por un nuevo controlador 70 de antena activa. En este enfoque, la primera senal 23 de salida, la segunda senal 28 de salida, la tercera senal 43 de salida y la cuarta senal 48 de salida se proporcionan al controlador 70 de antena activa, que ajusta dinamicamente las senales de desplazamiento de fase (espedficamente, la primera senal 21 de desplazamiento de fase, la segunda senal 26 de desplazamiento de fase, la tercera senal 41 de desplazamiento de fase y la cuarta senal 46 de desplazamiento de fase) aplicadas a los multiplicadores. En este enfoque, el angulo de fase (01) aplicado a los dipolos de la primera antena 30 y el angulo de fase (02) aplicado a los dipolos de la segunda antena 50 se pueden ajustar de acuerdo con las senales de salida recibidas en el controlador 70 de antena activa. Se utiliza un algoritmo de formacion de haces para este proposito.

Haciendo referencia a continuacion a la Figura 3, se muestra un diagrama esquematico que ilustra un sistema de antena activa de acuerdo con la segunda realizacion de la presente invencion. De nuevo, este sistema es similar a los sistemas mostrados en las Figuras 1 y 2 y los componentes identicos se indican por los mismos numeros de referencia. El controlador 80 de antena activa es diferente de los controladores de antena activa mostrados en los otros diagramas, sin embargo. En esta realizacion, la primera senal 21 de desplazamiento de fase es diferente de la segunda senal 26 de desplazamiento de fase. Similarmente, la tercera senal 41 de desplazamiento de fase es diferente de la cuarta senal 46 de desplazamiento de fase. Esto permite que se aplique un angulo de inclinacion variable independientemente a cada rama de diversidad.

Haciendo referencia a continuacion a la Figura 4A, se representa un grafico de vector de fase frente al tiempo acorde con un modo de operacion segun la presente invencion. Debido a la multiplicidad de opciones de inclinacion, el algoritmo para la seleccion y aplicacion del desplazamiento de fase se disena para maximizar el rendimiento y minimizar la sobrecarga. Por tanto, se utiliza barrido de inclinacion para descubrir la inclinacion mas apropiada a aplicar.

En un periodo 110 de exploracion de la inclinacion, se ajusta el desplazamiento de fase o equivalentemente el angulo de inclinacion en un rango 150 de inclinacion predeterminado. El algoritmo mide una relacion senal a ruido (o multiples relaciones senal a ruido en el enlace ascendente con multiples transmisiones desde diferentes estaciones moviles) recibida para cada valor de angulo de inclinacion. Preferiblemente, se utiliza la relacion senal a ruido mas interferencia (SINR) en lugar de la SNR, aunque cualquiera de las dos se puede emplear en la practica. En el instante 115, se completa el barrido de fase y este es el final del periodo 110 de exploracion de la inclinacion. Luego, se selecciona el valor del angulo de inclinacion que proporciona el rendimiento optimo. El algoritmo selecciona el angulo de inclinacion que proporciona la SINR maxima, mientras asegura que se garantiza una calidad minima del nivel de servicio para cada usuario dentro de la celda, comprobando que la respectiva SINR esta al menos en un nivel o umbral mmimo.

Esto es deseable en el enlace ascendente, puesto que se puede monitorizar la SINR por usuario para cada angulo de inclinacion. La inclinacion seleccionada es la que maximiza la SINR promedio (media, mediana o moda) de todos los usuarios y asegura simultaneamente que todos los usuarios estan por encima del umbral de calidad mmimo. El umbral mmimo puede depender del tipo de servicio (por ejemplo, voz o datos), de modo que cada usuario puede tener un umbral de calidad mmimo diferente.

Comienza entonces un periodo de aplicacion de la inclinacion. En una parte inicial 120 del periodo de aplicacion de la inclinacion, el angulo de inclinacion determinado durante el periodo de exploracion de la inclinacion se converge y esta conversion se completa en el instante 125. Durante el periodo de tiempo 130, el angulo de inclinacion permanece constante. Se vera que el periodo 130 de aplicacion de la inclinacion es mucho mas largo en duracion que el periodo 110 de exploracion de la inclinacion.

En el instante 140, comienza un nuevo periodo de exploracion de la inclinacion. Este puede ser iniciado en un instante predeterminado despues del instante 115 o el instante 125. Alternativamente, puede ser iniciado por un evento que ocurre, tal como que un nuevo usuario se vuelve activo en la celda.

Haciendo referencia a continuacion a la Figura 4B, se ilustra una porcion ampliada del grafico de la Figura 4A. La porcion 160 ampliada muestra el paso 170 de exploracion de la inclinacion en una unidad de tiempo 173 para el desplazamiento de la inclinacion. Partiendo de una inclinacion 171 permitida minima, se aumenta el angulo de inclinacion gradualmente con el tiempo por incrementos del paso 170 de exploracion de la inclinacion cada unidad de tiempo 173. Esto continua hasta que se alcanza una inclinacion 172 permitida maxima.

Como los numeros de diferentes combinaciones de fase estan limitados al rango de inclinacion electrica soportado por la antena activa, se puede utilizar un metodo exhaustivo. Esto se puede implementar mientras se mantiene todavfa un periodo 110 de exploracion de la inclinacion razonable. Tfpicamente, el rango de inclinacion electrica de la antena de estacion base, como maximo, tiene 15 valore diferentes. En el ejemplo en el que se seleccionan 15 posibles vectores de fase, esto conducira a un periodo de barrido de fase de 150ms, suponiendo una unidad de tiempo 173 de 10ms por valor de inclinacion. Ademas, el rango de inclinacion adecuado para la exploracion se establece por un operador con un valor de inclinacion mmimo y maximo.

Este enfoque es aplicable a las implementaciones descritas con respecto a ambas figuras 2 y 3. Sin embargo, se reconocera que para la realizacion mostrada en la Figura 3, donde el angulo de inclinacion se puede seleccionar independientemente para cada dipolo, el numero de vectores de fase seleccionado en el periodo 110 de exploracion de la inclinacion necesitara ser mayor que en la realizacion mostrada en la Figura 2. Esto crea un reto adicional, que se puede resolver en una serie de maneras diferentes. Los siguientes son posibles enfoques:

1. Se puede llevar a cabo en primer lugar un barrido de la inclinacion para todas las trayectorias de recepcion simultaneamente, seguido por un unico barrido de la inclinacion en las ramas de recepcion adicionales.

2. Se puede realizar un barrido de la inclinacion exhaustivo para todas las posibles combinaciones de la inclinacion entre las ramas de diversidad en un periodo de exploracion de la inclinacion inicial. Sin embargo, en periodos de exploracion de la inclinacion posteriores, el barrido de la inclinacion se puede limitar a un rango de 2 o 3 valores de inclinacion en torno a la ultima combinacion de la inclinacion optima.

3. Se puede utilizar en primer lugar cualquiera de las opciones 1 o 2. Esto puede ir seguido luego de un barrido de la inclinacion por grupo de dipolos contrapolares.

Aunque se han descrito anteriormente las realizaciones de la invencion, el experto en la practica reconocera que se pueden hacer diversas modificaciones o ajustes. Por ejemplo, aunque se ha especificado el angulo de inclinacion para el ajuste en las realizaciones descritas anteriormente, se entendera que la forma de haz se puede ajustar de manera diferente y de diferentes maneras. Tambien, se puede variar la configuracion espedfica de la antena activa, que tiene multiples antenas cada una con dos dipolos contrapolares. El numero de antenas y el numero de dipolos por antena puede ser diferente. El numero de dipolos por antena puede variar entre diferentes antenas.

Los angulos de inclinacion aplicados en el enlace descendente pueden ser diferentes de los utilizados en el enlace ascendente o los mismos. Se cree que tener un angulo de inclinacion fijo en el enlace descendente (es decir, para uso en la transmision desde una estacion base) es preferible.

Aunque se utiliza la relacion senal a ruido como una medicion de la calidad, se entendera que se puede utilizar equivalentemente una relacion senal a ruido mas interferencia. Se apreciara tambien que se pueden utilizar otras mediciones, tal como intensidades de senal o tasas de error. Tambien, se puede realizar la optimizacion de la medicion de la calidad en una variedad de maneras diferentes. Por ejemplo, se puede tomar un enfoque iterativo, en el que el angulo de inclinacion (u otra forma) se ajusta segun una medicion de la calidad determinada con respecto a uno o mas angulos de inclinacion previos. Esto se puede hacer durante una fase de inicializacion, como se describio anteriormente, o de forma continua. Este ultimo enfoque es mas diffcil y menos preferido.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un controlador (70) de antena activa, dispuesto para proporcionar una senal (21) de control para el ajuste dinamico de la forma de haz de una antena (30) activa asociada para su uso en una estacion de una red de radio celular en base a una pluralidad de mediciones de la calidad para una senal recibida en la antena activa, en donde la senal de control es para la seleccion dinamica del angulo de inclinacion de la antena activa asociada, caracterizado por que

el controlador de antena activa esta adaptado para establecer la pluralidad de mediciones de la calidad de una senal recibida desde una pluralidad de estaciones moviles localizadas de manera diferente ajustando la forma de haz de la antena activa asociada a cada una de una pluralidad de formas de haz de configuracion, basandose cada una de la pluralidad de mediciones de la calidad en una calidad para una respectiva porcion de la senal recibida asociada con cada una de la pluralidad de estaciones moviles localizadas de manera diferente.

2. El controlador de antena activa de cualquier reivindicacion precedente, que comprende:

una entrada para recibir informacion relativa a cada una de las mediciones de la calidad para una senal recibida por la antena activa;

un procesador, configurado para generar la senal de control para el ajuste dinamico de la forma de haz de la antena activa asociada en base a la pluralidad de mediciones de la calidad; y

una salida para proporcionar la senal de control a la antena activa asociada.

3. El controlador de antena activa de la reivindicacion 2, en donde la informacion relativa a cada una de la pluralidad de mediciones de la calidad comprende una senal recibida en la antena activa y en donde el procesador esta adaptado ademas para determinar cada una de las mediciones de la calidad en base a la senal recibida en la antena activa.

4. El controlador de antena activa de cualquier reivindicacion precedente, en donde cada una de las mediciones de la calidad comprende uno o mas de: al menos una intensidad de senal de la senal recibida; al menos una relacion senal a ruido para la senal recibida; y una tasa de error de los datos contenidos en la senal recibida.

5. El controlador de antena activa de cualquier reivindicacion precedente, en donde el controlador de antena activa se configura para seleccionar entre la pluralidad de formas de haz de configuracion el angulo de inclinacion que maximiza una medicion de la calidad promedio de todos los usuarios y asegura simultaneamente que todos los usuarios estan por encima de un umbral de calidad mmimo.

6. El controlador de antena activa de cualquier reivindicacion precedente, en donde el controlador de antena activa se configura para proporcionar la senal de control durante un primer periodo de tiempo (110) para ajustar la forma de haz de la antena activa asociada a cada una de la pluralidad de formas de haz de configuracion, para determinar una forma de haz deseada en base a la pluralidad de mediciones de la calidad establecidas y proporcionar la senal de control durante un segundo periodo de tiempo (130) para ajustar la forma de haz de la antena activa asociada a solo la forma de haz deseada.

7. El controlador de antena activa de la reivindicacion 6, en donde el segundo periodo de tiempo es significativamente mas largo que el primer periodo de tiempo.

8. El controlador de antena activa de la reivindicacion 6 o 7, en donde la pluralidad de formas de haz de configuracion es predeterminada y en donde la forma de haz deseada se determina seleccionando la de la pluralidad de formas de haz de configuracion que tiene la medicion de la calidad asociada optima.

9. El controlador de antena activa de la reivindicacion 6 o la reivindicacion 7, en donde la pluralidad de formas de haz de configuracion se determina iterativamente estableciendo repetidamente una forma de haz de configuracion, estableciendo la medicion de la calidad asociada para la forma de haz de configuracion establecida y determinando una forma de haz de configuracion posterior en base a la medicion de la calidad asociada establecida.

10. El controlador de antena activa de cualquier reivindicacion precedente, en donde la antena activa asociada comprende una antena formada por una pluralidad de dipolos, estando el controlador de antena activa configurado ademas para generar la senal de control para el ajuste por separado de cada uno de la pluralidad de dipolos en la antena activa asociada.

11. Un componente de una estacion para una red de radio celular que comprende el controlador de antena activa de cualquier reivindicacion precedente.

12. Un metodo para controlar una antena activa (30) para su uso en una estacion de una red de radio celular utilizando un controlador (70) de antena activa dispuesto para proporcionar una senal de control, comprendiendo el metodo ajustar dinamicamente la forma de haz de la antena activa en base a una pluralidad de mediciones de la calidad para una senal recibida en la antena activa, en donde la senal de control es para la seleccion dinamica del angulo de inclinacion de la antena activa asociada, caracterizado por que

la pluralidad de mediciones de la calidad se establece para una senal recibida desde una pluralidad de estaciones moviles localizadas de manera diferente ajustando la forma de haz de la antena activa asociada a cada una de una pluralidad de formas de haz de configuracion, basandose la medicion de la calidad en una calidad para una respectiva porcion de la senal recibida asociada con cada una de la pluralidad de estaciones moviles localizadas de manera diferente.