本文所述實(shí)施方式總體上涉及基站收發(fā)臺(tái)(BTS)以及BTS中的方法。本文進(jìn)一步描述了一種BTS系統(tǒng)解決方案，其包括天線解決方案和MIMO收發(fā)器架構(gòu)，其可產(chǎn)生一種以靈活的方式布置MIMO天線波束的可能性，既用于限定小區(qū)覆蓋，也用于MIMO天線波束。

背景技術(shù)：

一般地，由于基站天線僅被配置為朝某個(gè)具體方向輻射波束，故而基站天線的波束成形能力有限。天線覆蓋一般要么為扇形，要么為全向，這取決于所選天線類型。典型的扇形天線為貼片天線。典型的全向天線為偶極子天線。集成扇區(qū)波束天線的傳統(tǒng)基站必須機(jī)械調(diào)整方向，才能讓天線的扇區(qū)波束指向想要的覆蓋區(qū)域。

典型的，基站收發(fā)臺(tái)所安裝的天線可以包括集成在基站收發(fā)臺(tái)正面的扇形天線或者全向天線，這些天線安裝在基站收發(fā)臺(tái)的頂端或底部。

這樣的傳統(tǒng)基站天線解決方案在很多場(chǎng)景下都能工作得很好，但不夠靈活。對(duì)于僅在有限的空間區(qū)域內(nèi)才需要覆蓋的地方，就不會(huì)在基站收發(fā)臺(tái)上安裝全向天線，那里使用扇形天線解決方案要更為適宜。此外，扇形天線通常在垂直于基站收發(fā)臺(tái)正面的方向上具有最大方向性。由于基站收發(fā)臺(tái)一般安裝在墻壁上，這就帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)檫@樣會(huì)將基站收發(fā)臺(tái)的扇區(qū)波束約束在垂直于壁面的方向上，這個(gè)限制并非總是有益的。要讓波束指向不同于壁面的方向，就必須以機(jī)械方式讓基站朝著想要的覆蓋方向傾斜。的確，已經(jīng)有嘗試在平板扇形天線上做出波束指向功能，但由于平面天線結(jié)構(gòu)的束縛，實(shí)現(xiàn)的波束指向能力相當(dāng)有限。

基站天線需要進(jìn)一步的發(fā)展來(lái)提高靈活性及適應(yīng)小區(qū)內(nèi)的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，發(fā)明目的是消除至少部分前述缺陷，以提高無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的性能。

根據(jù)第一方面，為達(dá)成發(fā)明目的，使用一種基站收發(fā)臺(tái)(BTS)。所述BTS被配置用于在無(wú)線通信系統(tǒng)中與用戶設(shè)備UE進(jìn)行無(wú)線通信。所述BTS包括多輸入多輸出(MIMO)天線陣列，所述MIMO天線陣列被配置用于波束成形和MIMO傳輸。所述BTS還包括處理電路，其被配置用于修改所述MIMO天線陣列的相位激勵(lì)，從而為控制面和用戶面支持相同或分離的下行鏈路預(yù)編碼，并為所述MIMO天線陣列中的各個(gè)天線單元提供不同的相位，從而使得收發(fā)器產(chǎn)生天線波束。所述BTS也包括收發(fā)器，其被配置用于通過(guò)所述MIMO天線陣列，在所述天線波束中發(fā)射信號(hào)，供所述UE接收。

如此，一種類型的BTS即可實(shí)現(xiàn)不同環(huán)境下的靈活的站點(diǎn)部署。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是BTS有著可配置的下行鏈路小區(qū)圖案，可以覆蓋想要的區(qū)域，最小化與相鄰小區(qū)的下行鏈路干擾，從而支持多種類型的可能的站點(diǎn)部署和環(huán)境。如此，所述BTS可以安裝在桿上或壁上，并可選擇下行鏈路小區(qū)圖案，以適應(yīng)所述安裝部署和BTS所希望覆蓋的環(huán)境。

通過(guò)提供具有高度指向性的波束成形傳輸，提高了鏈路預(yù)算，進(jìn)而提高了UE所感知到的信噪比，但也延展了下行信號(hào)發(fā)射的范圍，包括開(kāi)放空間范圍和室內(nèi)穿透范圍。

此外，BTS的波束成形通過(guò)利用所述天線陣列的空間性質(zhì)，克服了外部和內(nèi)部的干擾，例如同信道干擾(CCI)。由于干擾來(lái)自確定的方向，故在某些情況下，為消除干擾，波束成形BTS可在朝向干擾者的方向施加較小的能量。

還一個(gè)優(yōu)點(diǎn)包括提高了網(wǎng)絡(luò)效率。通過(guò)顯著減少干擾，相比于例如單天線系統(tǒng)而言，BTS波束成形可以允許遠(yuǎn)為密集的部署。由于鏈路預(yù)算更高，運(yùn)行高階調(diào)制(64QAM、16QAM)的可能性大為提高，即便在小區(qū)邊緣也是如此。從而大幅提升了系統(tǒng)容量。

根據(jù)所述第一方面，在所述BTS的第一可能實(shí)施方式中，所述處理電路還可被配置用于依賴所述BTS的環(huán)境和部署，基于不同空間方向上的全向、半全向、扇形和雙波束的不同天線波束，產(chǎn)生想要的覆蓋。

提供可配置的BTS的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)需要新的或不同的覆蓋區(qū)域時(shí)，無(wú)需在方位角和俯仰角上機(jī)械調(diào)整波束方向。

根據(jù)所述第一方面或所述第一方面的第一可能實(shí)施方式，在所述BTS的第二可能實(shí)施方式中，所述處理電路還可被配置用于為不同的物理小區(qū)使用多個(gè)下行鏈路預(yù)編碼器以產(chǎn)生具有不同空間朝向的多個(gè)扇區(qū)。

如此，所述BTS只需一個(gè)BTS即可實(shí)現(xiàn)多達(dá)四個(gè)空間分離小區(qū)的產(chǎn)生。

根據(jù)所述第一方面或第一方面的任一前述可能實(shí)施方式，在所述BTS的第三可能實(shí)施方式中，所述處理電路還可被配置用于使得所述收發(fā)器在全方向或扇形方向中發(fā)射控制面信號(hào)，以及在UE專用波束中發(fā)射UE面信號(hào)。

如此而得的優(yōu)點(diǎn)包括控制信令/基準(zhǔn)信令可以在限定的小區(qū)內(nèi)發(fā)射，同時(shí)UE專用信令可以在UE定向波束中發(fā)射，從而減少了下行鏈路干擾。如此，不論是被定向的UE，還是其他相鄰的UE，接收信號(hào)質(zhì)量都得到了提高。

根據(jù)所述第一方面或第一方面的任一前述可能實(shí)施方式，在所述BTS的第四可能實(shí)施方式中，所述處理電路還可被配置用于利用來(lái)自所述UE的上行信號(hào)的信噪干比超過(guò)閾值以檢測(cè)其空間方向的到達(dá)角。同時(shí)，所述處理電路還可被配置用于基于檢測(cè)到的所述到達(dá)角，為下行鏈路特定UE信令確定離開(kāi)角，該離開(kāi)角可以用于下行鏈路特定UE信令。

如此，利用了系統(tǒng)內(nèi)上行鏈路與下行鏈路之間的互易，從而根據(jù)所述確定的到達(dá)角，為指向UE的UE專用波束確定了適當(dāng)?shù)碾x開(kāi)角。如此，可以用方便可靠的方式，產(chǎn)生UE專用波束成形。

根據(jù)所述第一方面或第一方面的任一前述可能實(shí)施方式，在所述BTS的第五可能實(shí)施方式中，所述處理電路還可被配置用于通過(guò)接收所述UE反饋的預(yù)編碼矩陣指示(PMI)，為來(lái)自所述UE的上行信號(hào)檢測(cè)最強(qiáng)空間方向的所述到達(dá)角。并且，所述處理電路還可被配置用于基于檢測(cè)到的所述到達(dá)角，為下行鏈路特定UE信令確定離開(kāi)角，該離開(kāi)角可以用于下行鏈路特定UE信令。

如此，根據(jù)從所述UE所接收到的反饋，指向所述UE的下行鏈路波束成形還可微調(diào)，從而進(jìn)一步改進(jìn)了前文所列舉的所提供的BTS的優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)所述第一方面或第一方面的任一前述可能實(shí)施方式，在所述BTS的第六可能實(shí)施方式中，所述處理電路還可被配置用于選擇下行鏈路預(yù)編碼器，從而使得傳輸層在空間方向上解關(guān)聯(lián)或者帶正交極化。

使用解關(guān)聯(lián)的正交傳輸層的優(yōu)點(diǎn)在于降低了干擾，故得以使用高階調(diào)制技術(shù)，從而提高了傳輸率和吞吐量。同時(shí)，還能減少信令對(duì)遠(yuǎn)近效應(yīng)的敏感度。

根據(jù)所述第一方面或第一方面的任一前述可能實(shí)施方式，在所述BTS的第七可能實(shí)施方式中，所述MIMO天線陣列可包括含單層或若干層垂直極化全方向天線單元的方形陣列。

通過(guò)運(yùn)用這種天線結(jié)構(gòu)，由于實(shí)現(xiàn)了依賴于各個(gè)單獨(dú)BTS的具體要求而發(fā)射全向信號(hào)和定向波束，極大地提高了所述BTS的靈活性。故而，系統(tǒng)容量和資源可以直指用戶需要最大的方向和區(qū)域。

根據(jù)所述第一方面或第一方面的任一前述可能實(shí)施方式，在所述BTS的第八可能實(shí)施方式中，所述MIMO天線陣列可包括含單層或若干層垂直和水平極化全方向天線單元的方形陣列。

通過(guò)運(yùn)用這種天線結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了天線波束定向微調(diào)，進(jìn)一步提高了所述BTS的靈活性。

根據(jù)所述第一方面或第一方面的任一前述可能實(shí)施方式，在所述BTS的第九可能實(shí)施方式中，所述天線波束的方向可以遠(yuǎn)程配置。其有可能具有空間分集天線，每個(gè)具有例如四個(gè)垂直或例如八個(gè)垂直和水平極化全向單元。例如一個(gè)位于頂部、且一個(gè)位于底部。

其優(yōu)點(diǎn)在于無(wú)需在方位角和俯仰角上機(jī)械調(diào)整波束方向，從而節(jié)省了工作量和成本。

根據(jù)所述第一方面或第一方面的任一前述可能實(shí)施方式，在所述BTS的第十可能實(shí)施方式中，所述天線波束的方向可以依賴時(shí)間進(jìn)行配置。

如此，所述BTS的下行鏈路小區(qū)圖案可以順應(yīng)周圍環(huán)境中流量在一天中依賴時(shí)間的變化進(jìn)行配置，從而更好地利用硬件資源，并為系統(tǒng)用戶提供更好的服務(wù)。

根據(jù)所述第一方面或第一方面的任一前述可能實(shí)施方式，在所述BTS的第十一可能實(shí)施方式中，所述MIMO天線陣列的全體天線單元均可參與產(chǎn)生所述天線波束。

其優(yōu)點(diǎn)在于進(jìn)一步改進(jìn)了所述BTS的波束成形，從而也擴(kuò)大了公開(kāi)的方式中的波束成形的上述多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)第二方面，為達(dá)成發(fā)明目的，使用一種BTS中的方法，該BTS被配置用于在無(wú)線通信系統(tǒng)中與UE進(jìn)行無(wú)線通信的BTS中的方法。所述BTS包括MIMO天線陣列，其被配置用于波束成形和MIMO傳輸。所述方法包括通過(guò)修改所述MIMO天線陣列的相位激勵(lì)進(jìn)行下行鏈路預(yù)編碼，以及通過(guò)為所述MIMO天線陣列中的各個(gè)天線單元提供相位不同的無(wú)線射頻載波，使得收發(fā)器產(chǎn)生天線波束。進(jìn)一步的，所述方法也包括通過(guò)所述MIMO天線陣列，在所述天線波束中發(fā)射信號(hào)，供所述UE接收。

如此，一種類型的BTS即可實(shí)現(xiàn)不同環(huán)境下的靈活的站點(diǎn)部署。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是BTS有著可配置的下行鏈路小區(qū)圖案，可以覆蓋想要的區(qū)域，最小化與相鄰小區(qū)的下行鏈路干擾，從而支持多種類型的可能的站點(diǎn)部署和環(huán)境。如此，所述BTS可以安裝在桿上或壁上，并可選擇下行鏈路小區(qū)圖案，以適應(yīng)所述安裝部署和BTS所希望覆蓋的環(huán)境。

通過(guò)提供具有指向性的波束成形傳輸，提高了鏈路預(yù)算，進(jìn)而提高了UE所感知到的信噪比，但也延展了下行信號(hào)發(fā)射的范圍，包括開(kāi)放空間范圍和室內(nèi)穿透范圍。

此外，BTS的波束成形通過(guò)利用所述天線陣列的空間性質(zhì)，克服了外部和內(nèi)部的干擾，例如同信道干擾(CCI)。由于干擾來(lái)自確定的方向，故而波束成形BTS可通過(guò)減少自該干擾者處所接收的能量，從而應(yīng)用規(guī)避干擾的波束成形技術(shù)。

還一個(gè)優(yōu)點(diǎn)包括提高了網(wǎng)絡(luò)效率。通過(guò)顯著減少干擾，相比于例如單天線系統(tǒng)而言，BTS波束成形可以允許遠(yuǎn)為密集的部署。由于鏈路預(yù)算更高，運(yùn)行高階調(diào)制(64QAM、16QAM)的可能性大為提高，即便在小區(qū)邊緣也是如此。從而大幅提升了系統(tǒng)容量。

根據(jù)所述第二方面，在所述方法的第一可能實(shí)施方式中，所述方法可包括為來(lái)自UE的上行信號(hào)檢測(cè)最強(qiáng)空間方向的到達(dá)角。同時(shí)，基于檢測(cè)到的所述到達(dá)角，可為下行鏈路特定UE信令確定離開(kāi)角。進(jìn)一步的，所述信號(hào)在所述天線波束中按照所述為下行鏈路特定UE信令所確定的離開(kāi)角發(fā)射。

如此，利用了系統(tǒng)內(nèi)上行鏈路與下行鏈路之間的互易，從而根據(jù)所述確定的到達(dá)角，為指向UE的UE專用波束確定了適當(dāng)?shù)碾x開(kāi)角。如此，可以用方便可靠的方式，產(chǎn)生UE專用波束成形。

根據(jù)所述第二方面或所述第二方面的第一可能實(shí)施方式，在所述方法的第二可能實(shí)施方式中，所述方法也可包括依賴于所述BTS的環(huán)境和部署，基于不同空間方向上的全向、半全向、扇形和雙波束的不同天線波束，產(chǎn)生想要的覆蓋。

提供可配置的BTS的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)需要新的或不同的覆蓋區(qū)域時(shí)，無(wú)需在方位角和俯仰角上機(jī)械調(diào)整波束方向。

根據(jù)所述第二方面或所述第二方面的任一前述可能實(shí)施方式，在所述方法的第三可能實(shí)施方式中，所述方法也可包括為不同的物理小區(qū)使用多個(gè)下行鏈路預(yù)編碼器以產(chǎn)生具有不同空間朝向的多個(gè)扇區(qū)。

如此，所述BTS只需一個(gè)BTS即可實(shí)現(xiàn)多達(dá)四個(gè)空間分離小區(qū)的產(chǎn)生。

根據(jù)所述第二方面或所述第二方面的任一前述可能實(shí)施方式，在所述方法的第四可能實(shí)施方式中，所述方法也可包括在全方向或扇形方向中發(fā)射控制面信號(hào)，以及在UE專用波束中發(fā)射UE面信號(hào)。

如此而得的優(yōu)點(diǎn)包括控制信令/基準(zhǔn)信令可以在限定的小區(qū)內(nèi)發(fā)射，同時(shí)UE專用信令可以在UE定向波束中發(fā)射，從而減少了下行鏈路干擾。如此，不論是被定向的UE，還是其他相鄰的UE，接收信號(hào)質(zhì)量都得到了提高。

根據(jù)所述第二方面或所述第二方面的任一前述可能實(shí)施方式，在所述方法的第五可能實(shí)施方式中，所述方法還可包括基于來(lái)自UE的上行信號(hào)的信噪干比超過(guò)閾值，檢測(cè)其空間方向的到達(dá)角，并基于檢測(cè)到的所述到達(dá)角以確定離開(kāi)角，從而為下行鏈路特定UE信令運(yùn)用檢測(cè)到的所述到達(dá)角。

如此，利用了系統(tǒng)內(nèi)上行鏈路與下行鏈路之間的互易，從而根據(jù)所述確定的到達(dá)角，為指向UE的UE專用波束確定了適當(dāng)?shù)碾x開(kāi)角。如此，可以用方便可靠的方式，產(chǎn)生UE專用波束成形。

根據(jù)所述第二方面或所述第二方面的任一前述可能實(shí)施方式，在所述方法的第六可能實(shí)施方式中，所述方法還可包括通過(guò)接收UE反饋的預(yù)編碼矩陣指示(PMI)，為來(lái)自所述UE的上行信號(hào)檢測(cè)最強(qiáng)空間方向的到達(dá)角，并且基于檢測(cè)到的所述到達(dá)角，確定離開(kāi)角，從而為下行鏈路特定UE信令運(yùn)用檢測(cè)到的所述到達(dá)角。

如此，根據(jù)從所述UE所接收到的反饋，指向所述UE的下行鏈路波束成形還可微調(diào)，從而進(jìn)一步改進(jìn)了前文所列舉的所提供的BTS的優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)所述第二方面或所述第二方面的任一前述可能實(shí)施方式，在所述方法的第七可能實(shí)施方式中，所述方法還可包括選擇下行鏈路預(yù)編碼器，以使得傳輸層在空間方向上解關(guān)聯(lián)或者帶正交極化。

使用解關(guān)聯(lián)的正交傳輸層的優(yōu)點(diǎn)在于降低了干擾，故得以使用高階調(diào)制技術(shù)，從而提高了傳輸率和吞吐量。同時(shí)，還能減少信令對(duì)遠(yuǎn)近效應(yīng)的敏感度。

根據(jù)所述第二方面或所述第二方面的任一前述可能實(shí)施方式，在所述方法的第八可能實(shí)施方式中，所述MIMO天線陣列可包括含單層或若干層垂直極化全方向天線單元的方形陣列。

通過(guò)運(yùn)用這種天線結(jié)構(gòu)，由于從而實(shí)現(xiàn)了依賴于各個(gè)單獨(dú)BTS的具體要求而同時(shí)發(fā)射全向信號(hào)和定向波束，極大地提高了所述BTS的靈活性。故而系統(tǒng)容量和資源能直指用戶需要最大的方向和區(qū)域。

根據(jù)所述第二方面，在所述方法的第九可能實(shí)施方式中，或任一前述可能實(shí)施方式中，所述MIMO天線陣列可包括含單層或若干層垂直和水平極化單極全方向天線單元的方形陣列。

通過(guò)運(yùn)用這種天線結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了天線波束定向微調(diào)，進(jìn)一步提高了所述BTS的靈活性。

根據(jù)所述第二方面或所述第二方面的任一前述可能實(shí)施方式，在所述方法的第十可能實(shí)施方式中，所述方法還可包括遠(yuǎn)程配置所述天線波束的方向。

其優(yōu)點(diǎn)在于無(wú)需在方位角和俯仰角上機(jī)械調(diào)整波束方向，從而節(jié)省了工作量和成本。

根據(jù)所述第二方面或所述第二方面的任一前述可能實(shí)施方式，在所述方法的第十一可能實(shí)施方式中，所述方法還可包括依賴時(shí)間配置所述天線波束的方向。

如此，所述BTS的下行鏈路小區(qū)圖案可以順應(yīng)周圍環(huán)境中流量在一天中依賴時(shí)間的變化進(jìn)行配置，從而更好地利用硬件資源，并為系統(tǒng)用戶提供更好的服務(wù)。

根據(jù)所述第二方面或所述第二方面的任一前述可能實(shí)施方式，在所述方法的第十二可能實(shí)施方式中，所述MIMO天線陣列的全體天線單元均可參與產(chǎn)生所述天線波束。

其優(yōu)點(diǎn)在于進(jìn)一步改進(jìn)了所述BTS的波束成形，從而也擴(kuò)大了公開(kāi)的方式中的波束成形的上述多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)還一個(gè)方面，為達(dá)成發(fā)明目的，使用具有程序代碼的計(jì)算機(jī)程序，所述程序代碼用于當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，根據(jù)所述第二方面或所述第二方面的任一前述可能實(shí)施方式執(zhí)行一種方法。

如此，一種類型的BTS即可實(shí)現(xiàn)不同環(huán)境下的靈活的站點(diǎn)部署。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是BTS有著可配置的下行鏈路小區(qū)圖案，可以覆蓋想要的區(qū)域，最小化與相鄰小區(qū)的下行鏈路干擾，從而支持多種類型的可能的站點(diǎn)部署和環(huán)境。如此，所述BTS可以安裝在桿上或壁上，并可選擇下行鏈路小區(qū)圖案，以適應(yīng)所述安裝部署和BTS所希望覆蓋的環(huán)境。

如此在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中提供了改進(jìn)的性能。

通過(guò)后續(xù)的詳細(xì)描述，各種實(shí)施方式的其他目的、優(yōu)點(diǎn)和新穎特征將變得明顯。

附圖說(shuō)明

參照隨附的附圖，更為詳細(xì)地描述了各種實(shí)施例，附圖中示出了實(shí)施例的示例，在附圖中：

圖1為示出了根據(jù)一些實(shí)施例的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的框圖。

圖2為示出了根據(jù)一些實(shí)施例的BTS的框圖。

圖3為示出了根據(jù)一實(shí)施例示的天線陣列的框圖。

圖4為示出了根據(jù)一實(shí)施例的天線陣列的框圖。

圖5為示出了根據(jù)一實(shí)施例的BTS中的方法的流程圖。

圖6A示出了BTS部署的一示例。

圖6B示出了BTS部署的又一示例。

圖7示出了根據(jù)一實(shí)施例的BTS的一可能的雙扇區(qū)覆蓋配置。

圖8示出了根據(jù)一實(shí)施例的BTS的又一可能的雙扇區(qū)覆蓋配置。

圖9為示出了根據(jù)一實(shí)施例的BTS中的方法的流程圖。

圖10示出了根據(jù)一實(shí)施例的BTS的一可能的小區(qū)覆蓋和UE特定波束配置。

圖11描繪了根據(jù)一實(shí)施例的一天線配置。

圖12描繪了根據(jù)一實(shí)施例的又一天線配置。

圖13為示出了根據(jù)一實(shí)施例的BTS中的方法的流程圖。

圖14為示出了根據(jù)一實(shí)施例的BTS的框圖。

具體實(shí)施方式

本文所描述的本發(fā)明實(shí)施例被限定為BTS及BTS中的方法，其可通過(guò)下述實(shí)施例付諸實(shí)施。不過(guò)，這些實(shí)施例可以通過(guò)多種不同形式以例示及實(shí)現(xiàn)，不可被視為限于本文所舉實(shí)施例；相反，提供這些實(shí)施例是為了使得本公開(kāi)變得全面和完整。

通過(guò)以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，仍有其他目的和特性會(huì)變得明顯。但是，應(yīng)當(dāng)理解的是，附圖的設(shè)計(jì)僅為示例性目的，其并非對(duì)本文所公開(kāi)的實(shí)施例的限制限定，限制限定應(yīng)參見(jiàn)隨附權(quán)利要求。進(jìn)一步的，附圖繪制未必符合比例，并且除非另有說(shuō)明，否則它們僅旨在從概念上對(duì)本文所述的結(jié)構(gòu)和過(guò)程進(jìn)行示意。

圖1是一無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)100的示意圖，其中包括一基站收發(fā)臺(tái)(BTS)110和一用戶設(shè)備(UE)120，二者可相互進(jìn)行無(wú)線通信。

該無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)100可至少部分基于無(wú)線接入技術(shù)，如3GPP LTE、LTE升級(jí)版、演進(jìn)通用陸地?zé)o線接入網(wǎng)(E-UTRAN)、通用移動(dòng)通信系統(tǒng)(UMTS)、全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)(原為Groupe Spécial Mobile)(GSM)/增強(qiáng)數(shù)據(jù)率GSM演進(jìn)(GSM/EDGE)、寬帶碼分多址接入(WCDMA)、時(shí)分多址接入(TDMA)網(wǎng)絡(luò)、頻分多址(FDMA)網(wǎng)絡(luò)、正交FDMA(OFDMA)網(wǎng)絡(luò)、單載波FDMA(SC-FDMA)網(wǎng)絡(luò)、微波存取全球互通(WiMax)，或者超移動(dòng)寬帶(UMB)、高速分組接入(HSPA)、演進(jìn)通用陸地?zé)o線接入(E-UTRA)、通用陸地?zé)o線接入(UTRA)、GSM EDGE無(wú)線接入網(wǎng)(GERAN)、3GPP2 CDMA技術(shù)等、CDMA2000 1x RTT和高速分組數(shù)據(jù)(HRPD)，僅提及一些選項(xiàng)。短語(yǔ)“無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)”和“無(wú)線通信系統(tǒng)”在本公開(kāi)的技術(shù)上下文中，有時(shí)可互換使用。

根據(jù)不同的實(shí)施例，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)100可被配置為依照時(shí)分雙工(TDD)和/或頻分雙工(FDD)原理運(yùn)行。

TDD就是應(yīng)用時(shí)分復(fù)用，在時(shí)間上分隔上行鏈路信號(hào)和下行鏈路信號(hào)，該分隔例如可通過(guò)在上行鏈路信令和下行鏈路信令的時(shí)域中放置保護(hù)間隔(GP)來(lái)實(shí)現(xiàn)。FDD意指發(fā)射器和接收器工作在不同的載波頻率上。

進(jìn)一步的，根據(jù)一些實(shí)施例，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)100可以被配置進(jìn)行多輸入多輸出(MIMO)。

無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)100覆蓋著一被劃分為多個(gè)小區(qū)區(qū)域的地理區(qū)域，其中各個(gè)小區(qū)區(qū)域由BTS 110提供服務(wù)，該BTS在某些網(wǎng)絡(luò)中可能被稱作無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或者基站，例如無(wú)線基站(RBS)、“eNB”、“eNodeB”、“NodeB”或“B node”，具體取決于所用技術(shù)和/或術(shù)語(yǔ)。

有時(shí)，“小區(qū)”一詞可用于表示該BTS 110自身。不過(guò)，小區(qū)一詞在一般的術(shù)語(yǔ)中也可用于表示位于基站點(diǎn)的BTS 110提供無(wú)線覆蓋的地理區(qū)域。位于基站點(diǎn)的一個(gè)BTS 110可以服務(wù)于一個(gè)或若干個(gè)小區(qū)。BTS 110可以通過(guò)工作于某些無(wú)線電頻率下的空口，與位于相應(yīng)BTS 110范圍之內(nèi)的UE 120進(jìn)行通信。

用戶設(shè)備(UE)120也被稱為移動(dòng)臺(tái)、無(wú)線終端和/或移動(dòng)終端，其在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)100(有時(shí)也被稱為蜂窩無(wú)線電系統(tǒng))中能夠進(jìn)行無(wú)線通信。所述通信可以在各UE 120之間、UE 120與有線連接的電話之間和/或UE 120與服務(wù)器之間，通過(guò)無(wú)線接入網(wǎng)(RAN)和可能一個(gè)或多個(gè)核心網(wǎng)進(jìn)行。此種無(wú)線通信可以包括各種通信服務(wù)，如語(yǔ)音、消息、分組數(shù)據(jù)、視頻、廣播等。

UE 120還可被稱為移動(dòng)電話、蜂窩電話、具備無(wú)線功能的平板電腦或筆記本電腦等。UE 120在當(dāng)前上下文中可以是，例如，便攜式的、手持式的、計(jì)算機(jī)包含的或車載的等、能夠通過(guò)無(wú)線接入網(wǎng)與另一個(gè)實(shí)體(如另一個(gè)UE或服務(wù)器)交流語(yǔ)音和/或數(shù)據(jù)的移動(dòng)設(shè)備。

針對(duì)不同的站點(diǎn)部署，BTS 110可以運(yùn)用多輸入多輸出(MIMO)發(fā)射器中的下行鏈路預(yù)編碼器，為劃定小區(qū)的控制面信號(hào)和信道而靈活修改下行鏈路天線圖案。這里下行鏈路的圖案可以是全向、半全向或扇形，以優(yōu)化覆蓋、流量定向，并最小化與其他相鄰小區(qū)的下行鏈路干擾。

在當(dāng)前上下文中，短語(yǔ)“下行鏈路”、“下游鏈路”或“前向鏈路”等可以用于指從BTS 110到UE 120的傳輸路徑。短語(yǔ)“上行鏈路”、“上游鏈路”或“反向鏈路”等可以用于指相反方向的傳輸路徑，即從UE 120到BTS 110。

對(duì)于UE面信道，即UE專用信道，本文所公開(kāi)的實(shí)施例可基于例如3GPP LTE版本10中預(yù)設(shè)的預(yù)編碼器，以預(yù)編碼器來(lái)使用單獨(dú)的空間解關(guān)聯(lián)的下行鏈路MIM0波束，或者在不同的實(shí)施例中，也可使用上行鏈路空間信息和上行信道狀態(tài)信息來(lái)產(chǎn)生用于一個(gè)或若干個(gè)UE 120的傳輸層的預(yù)編碼器。

在上行鏈路中，BTS 110的一些實(shí)施例可以把天線解決方案和分集接收器用作具有算法的常規(guī)N路接收器，該算法例如為最大比合并(MRC)、干擾抑制合并(IRC)和/或最小均方誤差(MMSE)。在一些實(shí)施例中，為估計(jì)UE 120的空間信道，BTS 110中所包括的接收器/收發(fā)器可以檢測(cè)來(lái)自相連的UE 120的一個(gè)或若干個(gè)最強(qiáng)方向。由于存在互易，這個(gè)空間信息可供下行鏈路預(yù)編碼器用在特定UE 120上。

圖1示意圖的目的在于為無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)100及其所涉方法和節(jié)點(diǎn)，例如本文所述的BTS 110和UE 120，以及所涉功能提供一個(gè)簡(jiǎn)潔的、總體上的概述。接下來(lái)，作為非限制性示例，所述方法、BTS 110和UE 120將放在3GPP LTE/LTE升級(jí)版環(huán)境中加以描述，但所公開(kāi)的方法、BTS 110和UE 120的實(shí)施例可以在基于例如前文所列舉技術(shù)中的任意一種的其它接入技術(shù)的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)100中工作。故此，雖然本文所述的實(shí)施例是基于3GPP LTE系統(tǒng)，并采用了有關(guān)術(shù)語(yǔ)，但并非限定為3GPP LTE。

應(yīng)當(dāng)注意的是，圖1所示的包括一個(gè)BTS 110和一個(gè)UE 120的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置只能被視為一個(gè)實(shí)施例的非限制性示例。無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)100可以包括任意其他數(shù)量和/或組合的BTS 110和/或UE 120。故而在一些實(shí)施例中，可能涉及多個(gè)UE 120和另一種配置的BTS 110。在本上下文中，不論何時(shí)提到“一個(gè)”或“一/一種”UE 120和/或BTS 110，根據(jù)一些實(shí)施例，都可能涉及多個(gè)UE 120和/或BTS 110。

根據(jù)一些實(shí)施例，BTS 110可被配置用于下行傳輸，并可被分別稱為例如基站、NodeB、演進(jìn)型Node B(eNB或eNode B)、基站收發(fā)臺(tái)、接入點(diǎn)基站、基站路由器、無(wú)線基站(RBS)、微基站、皮基站、飛基站、家庭eNodeB、傳感器、信標(biāo)裝置、中繼節(jié)點(diǎn)、中繼器或其他被配置用于通過(guò)無(wú)線接口與UE 120通信的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，具體取決于例如所用無(wú)線接入技術(shù)和/或術(shù)語(yǔ)。

相應(yīng)地，UE 120則可表現(xiàn)為例如無(wú)線通信終端、移動(dòng)蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、無(wú)線平臺(tái)、移動(dòng)臺(tái)、平板電腦、便攜式通信設(shè)備、筆記本電腦、計(jì)算機(jī)、起中繼作用的無(wú)線終端、中繼節(jié)點(diǎn)、移動(dòng)中繼、用戶端設(shè)備(CPE)、固定無(wú)線接入(FWA)節(jié)點(diǎn)或任意其他類型的被配置用于與BTS 110進(jìn)行無(wú)線通信的設(shè)備，具體根據(jù)不同實(shí)施例和不同術(shù)語(yǔ)表而定。

BTS 110的實(shí)施例可包括天線解決方案和MIM0收發(fā)器架構(gòu)，其可實(shí)現(xiàn)以靈活的方式布置MIM0天線的波束，既用于劃定小區(qū)覆蓋，也用于UE專用的MIMO天線波束。如此，達(dá)成了一種更為靈活的站點(diǎn)部署。

BTS 110具有可配置的下行鏈路小區(qū)圖案，可以覆蓋想要的區(qū)域，最小化(或至少減少)與相鄰小區(qū)的下行鏈路干擾，從而支持多種類型的可能的站點(diǎn)部署和環(huán)境。例如，所述BTS 110可以安裝在桿上或壁上，并可選擇下行鏈路小區(qū)圖案，以適應(yīng)所述安裝部署和BTS 110所意圖覆蓋的環(huán)境。如此，不同環(huán)境下的靈活的站點(diǎn)部署只需一種類型的BTS：即BTS 110。

因此，所公開(kāi)的BTS 110的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需在BTS 110的方位角和俯仰角上手動(dòng)/機(jī)械調(diào)整波束方向即可覆蓋想要的區(qū)域。

進(jìn)一步的，所述BTS 110只需一個(gè)單元即可提供多達(dá)四個(gè)空間分離的小區(qū)。

同時(shí)，BTS 110以一種包括集成的MIM0天線陣列解決方案的、非常緊湊的硬件單元，解決了多用戶MIMO調(diào)度?？臻g解關(guān)聯(lián)的波束可以在水平面內(nèi)配置。

該BTS 110所提供的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了依賴時(shí)間的流量定向。故而下行鏈路(DL)小區(qū)圖案可以隨時(shí)間配置，使得小區(qū)覆蓋得以適應(yīng)周圍環(huán)境中網(wǎng)絡(luò)流量在一天中依賴于時(shí)間的變化。例如，在上午和下午，BTS 110可將DL小區(qū)圖案集中在公交站和道路上，而午餐時(shí)間該節(jié)點(diǎn)則覆蓋午餐館以及寫字樓中間地帶。

在其他實(shí)施例中，DL小區(qū)圖案可以在辦公時(shí)間指向辦公區(qū)域，并在傍晚、夜晚和周末指向鄰近的住宅區(qū)。在又一個(gè)實(shí)施例中，BTS小區(qū)圖案配置的時(shí)間依賴性可以基于一年中的時(shí)間，例如，在夏季時(shí)間讓小區(qū)圖案指向海灘，而在一年中余下的時(shí)間內(nèi)則指向位于附近的咖啡館和餐館。

根據(jù)一些實(shí)施例，DL小區(qū)圖案對(duì)時(shí)間的依賴性可以基于對(duì)小區(qū)內(nèi)和/或BTS 110周邊區(qū)域的流量圖案的統(tǒng)計(jì)分析。在其他實(shí)施例中，可以基于運(yùn)營(yíng)商通過(guò)經(jīng)驗(yàn)對(duì)區(qū)域內(nèi)用戶無(wú)線流量需求的估計(jì)。在一些實(shí)施例中，可由BTS測(cè)量或估計(jì)區(qū)域內(nèi)的用戶活動(dòng)，然后讓小區(qū)指向包括用戶/UE最多的方向和區(qū)域。

圖2示出了根據(jù)一實(shí)施例的BTS 110。該BTS 110包括MIMO收發(fā)器220和MIMO天線陣列200。圖2所描述的概念顯示了一個(gè)4x4MIMO解決方案。在一些實(shí)施例中也可使用更高階的MIMO解決方案，例如8x8。該MIMO天線陣列200包括天線單元210。

該BTS 110可包括基帶(BB)下行鏈路(DL)物理層(PHY)以支持4x4(或更高)天線配置和用于UE面信令和控制面信令的DL預(yù)編碼器230、240。UE面信令可包括UE專用信道，即UE特定波束，而控制面信令則可包括基準(zhǔn)信號(hào)(RS)，也稱導(dǎo)頻、同步信道(SCH)、廣播信道(BCH)和公共控制信道(CCH)，用于限定小區(qū)覆蓋。

同時(shí)，BTS 110可包括BB UL PHY，其可支持檢測(cè)各個(gè)UE 120的信號(hào)強(qiáng)度和干擾的最強(qiáng)空間方向，其可用于DL預(yù)編碼器230、240或流量統(tǒng)計(jì)。

所包括的MIMO收發(fā)器220支持天線陣列200的校正，從而實(shí)現(xiàn)了一致的波束成形。

在一些實(shí)施例中，通用公共射頻接口(CPRI)250可在BTS 110的無(wú)線發(fā)射部件和網(wǎng)絡(luò)連接部件之間產(chǎn)生接口。不過(guò)，本文所述方法并不局限于或依賴于任何具體的協(xié)議接口。

天線陣列200可包括四個(gè)全方向天線單元210-1、210-2、210-3、210-4，其可以是例如單極或偶極子，并置于地平面上；此地平面可以具有不同的形狀，例如圓形、矩形或圖3所示的方形。不過(guò)，這只是各種其他可能的天線實(shí)施方式中的一例。該全方向單元210可包括垂直極化輻射器。在不同的實(shí)施例中，具有增加的全方向單元210數(shù)量的其他選項(xiàng)也是可能的，可用例如垂直和水平的兩個(gè)極。具有垂直和水平兩個(gè)極的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于可以實(shí)現(xiàn)空間復(fù)用。

只有一個(gè)極也有可能進(jìn)行空間復(fù)用。不過(guò)，根據(jù)一些實(shí)施例，當(dāng)所有垂直單元都被合并為一個(gè)邏輯端口，并且所有水平單元都被合并為另一個(gè)端口，則必須具有兩個(gè)極才能實(shí)現(xiàn)空間復(fù)用或其他分集信號(hào)合并調(diào)度。

在圖示示例中，天線單元210之間的距離約為λ/2，其中λ為無(wú)線電傳輸?shù)牟ㄩL(zhǎng)。不過(guò)，這只是一個(gè)非限制性示例。此概念也可用于其他的空間分隔。在一些不同的實(shí)施方式中，各天線單元210之間的距離例如可以是0.4-0.6λ、0.3-0.7λ或其他類似距離。不過(guò)，當(dāng)各天線單元210之間的空間分隔距離顯著超過(guò)λ/2時(shí)，可能會(huì)影響到所產(chǎn)生的波束的方向。如此，生成理想的全向或扇區(qū)波束的可能性將受到限制。例如，全向波束中的波紋可能會(huì)增多，并且扇區(qū)波束的副瓣可能會(huì)較大。

當(dāng)將BTS 110安裝到具體的位置例如桿、墻或屋頂時(shí)，有可能無(wú)需對(duì)天線進(jìn)行任何機(jī)械重定向即可對(duì)天線波束進(jìn)行方位角和俯仰角上的重定向，讓BTS小區(qū)覆蓋指向任意方向，具體取決于站點(diǎn)部署和該BTS 110所在的環(huán)境。通過(guò)向各天線單元210中分別饋入不同的相位即可實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，具體將結(jié)合附圖4作進(jìn)一步的討論。如此，避免了為不同的小區(qū)覆蓋而機(jī)械/手動(dòng)重整BTS天線200朝向。

根據(jù)本文所示的一些實(shí)施例，可以按照任意方向調(diào)整扇區(qū)覆蓋的方向，或者可選地具有全向、雙波束半球或扇區(qū)覆蓋。一些實(shí)施例也可支持小區(qū)扇區(qū)化。

DL預(yù)編碼器230、240可修改天線陣列200的相位激勵(lì)。讓各天線單元210的相位不同，即可產(chǎn)生不同的天線波束。圖4示出了一個(gè)示例，其中的DL預(yù)編碼器230、240通過(guò)對(duì)饋入各個(gè)單獨(dú)天線單元210-1、210-2、210-3、210-4的信號(hào)的相位激勵(lì)加以修改，為天線陣列200在x方向上產(chǎn)生了一個(gè)扇區(qū)波束。在圖示示例中，第一單獨(dú)天線單元210-1饋入的相位激勵(lì)被修改了1/-90°，第二單獨(dú)天線單元210-2饋入的相位激勵(lì)被修改了I/0°，第三單獨(dú)天線單元210-3饋入的相位激勵(lì)被修改了1/-90°，并且第四單獨(dú)天線單元210-4饋入的相位激勵(lì)被修改了1/-180°。

正如相關(guān)說(shuō)明所述，各天線單元210在軸線上的距離，無(wú)論是X軸還是Y軸，均可約為λ/2，其對(duì)應(yīng)著約-180°，其中λ為無(wú)線電傳輸?shù)牟ㄩL(zhǎng)。不過(guò)，這只是一個(gè)非限制性示例。此概念也可用于其他的空間分隔。在一些不同的實(shí)施方式中，各天線單元210之間的距離例如可以是0.4-0.6λ、0.3-0.7λ或其他類似距離。在一些實(shí)施例中，位于X軸上的天線單元210-2、210-4之間的位于Y軸上的天線單元210-1、210-3可以約為λ/4，其對(duì)應(yīng)著約-90°。如此，四個(gè)天線單元210-1、210-2、210-3、210-4均可參與到產(chǎn)生大體上指向單獨(dú)一個(gè)方向(即天線波束方向)的扇區(qū)波束中。

DL預(yù)編碼器230、240可以根據(jù)部署和環(huán)境進(jìn)行預(yù)設(shè)，詳見(jiàn)圖5和圖6A和圖6B。圖5示出了根據(jù)一方法500參考部署和環(huán)境來(lái)設(shè)置DL預(yù)編碼器230、240的一示例。

在操作520中，運(yùn)營(yíng)商510可根據(jù)部署和環(huán)境為BTS 110配置DL小區(qū)圖案。在操作530中，BTS 110上可針對(duì)BTS 110中的DL和UL校正射頻路徑?；诖?，即可在操作540中配置DL預(yù)編碼器小區(qū)圖案。最后，可在操作550中針對(duì)小區(qū)圖案設(shè)置物理DL預(yù)編碼器。

圖6A示出了一個(gè)安裝在桿上的BTS 110，并且圖6B示出了一個(gè)安裝在壁上的BTS 110。

在LTE框架結(jié)構(gòu)下，可為多個(gè)資源單元(RE)使用不同的DL預(yù)編碼器230、240，這使得有可能為單個(gè)的RE產(chǎn)生DL波束。

這可用于BTS 110的一些實(shí)施例中，為不同的物理小區(qū)ID(PCI)使用若干個(gè)DL預(yù)編碼器230、240，以產(chǎn)生空間朝向不同的若干個(gè)扇區(qū)。

圖7和圖8示出了根據(jù)一些不同的實(shí)施例的一些小區(qū)扇區(qū)化的任意示例。圖7示出了一種可能的雙扇區(qū)覆蓋配置，圖8則示出了一種可能的街道覆蓋配置，其為針對(duì)街道峽谷場(chǎng)景的雙波束配置。在圖7和圖8中，之前在圖1中所呈現(xiàn)的BTS 110在一個(gè)包括若干個(gè)樓宇710-1、710-2、710-3、710-4、710-5、710-6、710-7、710-8、710-9的城市景觀中劃定了一個(gè)小區(qū)覆蓋，其為基準(zhǔn)和同步信號(hào)以及公共控制和廣播信道使用了DL預(yù)編碼器230、240。于是例如基于服務(wù)需要，在四個(gè)方向上分別產(chǎn)生了四個(gè)不同的小區(qū)720-1、720-2、720-3、720-4，如圖7和圖8所示。

對(duì)于UE專用信道，可以利用針對(duì)該特定UE120所接收的信號(hào)中的上行鏈路信息來(lái)生成DL波束選擇，例如將天線陣列中的信號(hào)合并以確定到達(dá)角(AoA)，參見(jiàn)圖9，和/或通過(guò)自UE 120接收反饋，例如在LTE中是以預(yù)編碼矩陣指示符(PMI)的形式。不過(guò)在一些實(shí)施例中，例如WiFi，也可使用其他類型的UE上行鏈路基準(zhǔn)信號(hào)。

下面將說(shuō)明一種用于選擇DL預(yù)編碼器的方法900的實(shí)施例。在BTS 110所包含的物理UL硬件910中，可在操作920中通過(guò)解調(diào)探測(cè)基準(zhǔn)信號(hào)(SRS)以檢測(cè)上行鏈路的到達(dá)角。檢測(cè)出UE 120的到達(dá)角之后，即可將之發(fā)送到BTS 110的物理DL硬件940，例如通過(guò)內(nèi)部有線或無(wú)線通信。在物理DL硬件940中可以為該UE 120設(shè)置與在操作950中為小區(qū)而設(shè)置的相同的DL預(yù)編碼器。當(dāng)從物理UL硬件910獲取到UE 120的到達(dá)角之后，即可在操作960中根據(jù)所獲取到的UE 120的到達(dá)角，為該UE 120確定DL預(yù)編碼器。

到達(dá)角(AoA)有時(shí)也可(或另選)稱為到達(dá)方向(DoA)，或簡(jiǎn)稱為接收上行信號(hào)的“方向”。AoA的測(cè)量就是一種為天線陣列200上所發(fā)生的射頻波事件確定傳播方向的方法。

要確定AoA，可以測(cè)量到達(dá)時(shí)間的延遲，或指天線陣列200中各個(gè)單獨(dú)的天線單元210的到達(dá)時(shí)間差(TDOA)；根據(jù)這些延遲，即可求出AoA。一般的，這種TDOA的測(cè)量可包括測(cè)量多天線陣列200中各個(gè)單元所接收到的相位之間的差。這可理解為波束成形的逆反。在下行鏈路波束成形中，可按一定的權(quán)重對(duì)各天線單元210的信號(hào)進(jìn)行延遲，從而讓天線陣列200的增益相對(duì)具體的UE 120進(jìn)行定向。在一些實(shí)施例中，在AoA中，可直接測(cè)量各天線單元210的到達(dá)延遲，然后將其轉(zhuǎn)化為AoA測(cè)量。

進(jìn)一步的，可以進(jìn)行濾波，濾出較弱的上行信號(hào)。從而在接收到的上行信號(hào)中濾出信號(hào)強(qiáng)度低于某個(gè)閾值的信號(hào)。然后即可針對(duì)余下的、經(jīng)過(guò)選擇的信號(hào)確定AoA，并可確定接收器預(yù)濾波器，用于分離出在確定的AoA方向上所收到的信號(hào)。其他信號(hào)/AoA可放棄。

由于上行鏈路與下行鏈路之間的互易，在一些實(shí)施例中，可以利用之前所確定的AoA來(lái)確定適當(dāng)?shù)碾x開(kāi)角(AoD)，用于指向UE 120的UE專用波束。

在一些實(shí)施例中，BTS 110可在不同模式中使用。一個(gè)模式可以是上述劃定小區(qū)的模式，其中想要的小區(qū)覆蓋是有限定的，即全向、扇區(qū)、雙波束。在另一個(gè)模式中，BTS 110可以監(jiān)聽(tīng)UE 120的上行鏈路探測(cè)基準(zhǔn)信號(hào)(SRS)，并且由于互易的存在，采用相匹配的濾波器(H’)來(lái)實(shí)現(xiàn)針對(duì)到UE 120的下行傳輸?shù)牟ㄊ尚?。在又一個(gè)模式中，UE 120上行鏈路的SRS的互易可被用于信號(hào)預(yù)編碼，以實(shí)現(xiàn)空間復(fù)用。

圖10示出了根據(jù)一實(shí)施例的一個(gè)帶波束選擇或空間復(fù)用的小區(qū)覆蓋和用戶特定波束的實(shí)施例。根據(jù)圖示示例，在一個(gè)包括若干個(gè)樓宇710-1、710-2、710-3、710-4、710-5、710-6的城市景觀中，顯示了BTS 110的小區(qū)波束成形1000以及針對(duì)兩個(gè)UE 120-1、120-2的UE特定波束720，UE 120-1、120-2各有兩個(gè)空間復(fù)用傳輸層?？梢赃x擇DL預(yù)編碼器230、240，以使空間傳輸層盡可能解關(guān)聯(lián)，即互為正交。在一些實(shí)施例中，可以根據(jù)檢測(cè)出的UL AoA，可能加上UE的反饋，以產(chǎn)生多UE預(yù)編碼器230、240，從而進(jìn)行多UE配對(duì)。

不同的實(shí)施例可以基于寬帶全向天線、單極、雙極或其他全向天線單元，每個(gè)單元包括一個(gè)或兩個(gè)極化正交輻射圖案。在圖11中顯示了一個(gè)垂直極化天線陣列的示例。圖11示出了一個(gè)帶垂直極化單極天線單元的雙層方形陣列的示例。

在圖11中，天線結(jié)構(gòu)200包括8個(gè)垂直極化天線210，分為兩層。每層都具有以方形布置的天線單元210。在俯仰角(Phi面)上，由于地平面反射器所產(chǎn)生的對(duì)稱性，天線單元210可以具有類似的輻射圖案，其允許天線俯仰角圖案的下傾和/或上傾。天線結(jié)構(gòu)200可以在高度上堆疊，從而在俯仰面上得到更窄的天線半功率波束寬度。天線單元210的一些其他可能實(shí)施例可包括例如8x8天線配置的雙極化偶極子天線。示出的天線陣列200實(shí)施例僅為任意示例。天線陣列200可以在各種方式中實(shí)現(xiàn)，例如圖12所示的方式。

圖12示出了根據(jù)一實(shí)施例的天線陣列200的一示例，其包括雙極化天線單元210。如此，在一些實(shí)施例中，可以選擇用垂直極化輻射器與水平輻射器相組合。

根據(jù)本文一些實(shí)施例，BTS 110上可以配備MIMO天線陣列200，該陣列被配置為具有無(wú)需改變BTS 110和/或天線陣列200的機(jī)械朝向即可在水平面上將波束指向想要的方向的可能，從而支持多種站點(diǎn)部署和無(wú)線電環(huán)境。如此省去了技師不得不物理地爬上BTS 110來(lái)改變其方向的繁重任務(wù)。在一些實(shí)施例中，波束的朝向可以遠(yuǎn)程控制，從而有可能將波束改到不同的方向，具體取決于何處需要容量，例如取決于一天當(dāng)中的時(shí)間、一年當(dāng)中的時(shí)間等。

包括MIMO天線陣列配置的BTS 110在一些實(shí)施例中可能支持小區(qū)扇區(qū)化，產(chǎn)生多達(dá)四個(gè)不同的空間上相分離的扇區(qū)720。

包括MIMO天線陣列配置的BTS 110的一些實(shí)施例，使得用雙極化全方向天線單元210達(dá)到最多共8個(gè)傳輸層的單用戶MIMO(SU-MIMO)傳輸或多用戶MIMO(MU-MIMO)成為可能，或者讓在一個(gè)緊湊的BTS和MIMO天線陣列配置中使用單極化全方向天線單元210以達(dá)到最多共4個(gè)傳輸層的SU-MIMO或MU-MIMO成為可能。

進(jìn)一步的，根據(jù)一些實(shí)施例，于此公開(kāi)的包括MIMO天線陣列配置的BTS 110可以使得在該BTS 110上產(chǎn)生任意正交波束并指向任意想要的方向成為可能。這將使得為不同的站點(diǎn)部署和無(wú)線電環(huán)境、及針對(duì)要求BTS 110所具有的任意類型的波束覆蓋而做出定制解決方案變得非常靈活。

根據(jù)又一些實(shí)施例，也有可能實(shí)施自優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)(SON)特性，如優(yōu)化小區(qū)覆蓋的網(wǎng)絡(luò)，并也有無(wú)線通信系統(tǒng)100中容量依賴于時(shí)間的空間流量定向。

此外，也可以通過(guò)讓不同的UE 120具有單獨(dú)的波束圖案，從而改進(jìn)空間復(fù)用。根據(jù)一些實(shí)施例，這意味著可將更多的傳輸層發(fā)射到一個(gè)(單用戶MIMO)或若干個(gè)經(jīng)過(guò)調(diào)度的UE 120(多用戶MIMO)。

根據(jù)迄今為止的常規(guī)解決方案，基站所具有的不是全向覆蓋、就是扇區(qū)覆蓋。如果需要改變覆蓋，就必須有技師物理到訪BTS站點(diǎn)，將天線重定向到新的方向上。若為例如優(yōu)化下行鏈路覆蓋和容量依賴于時(shí)間的空間流量定向等網(wǎng)絡(luò)特性，則常規(guī)BTS只有帶多個(gè)天線或使用天線波束切換方可支持。

在不同實(shí)施例中，結(jié)合BTS 110，可以使用若干種天線配置來(lái)實(shí)現(xiàn)空間復(fù)用。根據(jù)一些公開(kāi)的實(shí)施例，優(yōu)點(diǎn)包括在整個(gè)方位角面上產(chǎn)生空間解關(guān)聯(lián)的波束，并且也支持用一個(gè)緊湊的BTS解決方案進(jìn)行小區(qū)覆蓋的扇區(qū)波束。

該BTS 110的一些實(shí)施例可包括例如圖2中所示的BTS架構(gòu)，配有例如圖2-4和/或圖11-12中所示的MIMO天線陣列200。該BTS 110也可以包括DL預(yù)編碼器230、240，用于靈活的小區(qū)覆蓋，可用于針對(duì)各種類型的天線圖案，讓部署更便利并適應(yīng)環(huán)境。在一些實(shí)施例中，以整個(gè)方位角面上的空間解關(guān)聯(lián)的、針對(duì)特定UE的波束圖案實(shí)現(xiàn)了空間復(fù)用、SU-MIMO和/或MU-MIMO。

圖13是例示了根據(jù)實(shí)施例的一種基站收發(fā)臺(tái)(BTS)110中的方法1300的流程示意圖，其用于在無(wú)線通信系統(tǒng)100中與用戶設(shè)備(UE)120以天線流進(jìn)行無(wú)線通信。所述BTS 110包括多輸入多輸出(MIMO)天線陣列200，所述MIMO天線陣列被配置用于波束成形和MIMO傳輸。該MIMO天線陣列200可包括單層、雙層或若干層垂直極化全方向天線單元210的方形陣列。

多天線陣列200包括多個(gè)天線單元210，如4個(gè)、6個(gè)、8個(gè)或更多個(gè)天線單元210。在一些實(shí)施例中，所述多個(gè)天線單元210可按照彼此一定的距離安裝在所述多天線陣列200中，該距離對(duì)應(yīng)著約λ/2，例如可以是0.4-O.6λ、0.3-0.7λ或其他類似間隔。所述天線單元210中的一些、若干個(gè)或全體能夠以天線波束向UE 120發(fā)射和/或自UE 120接收同一個(gè)信號(hào)。在一些實(shí)施例中，所述天線波束的方向可以遠(yuǎn)程配置。此外，在一些實(shí)施例中，所述天線波束的方向可以依賴于時(shí)間進(jìn)行配置。在一些實(shí)施例中，所述MIMO天線陣列200中的全部天線單元210都可以參與產(chǎn)生天線波束。

該無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)100可以是基于第三代合作伙伴計(jì)劃長(zhǎng)期演進(jìn)(3GPP LTE)。進(jìn)一步的，該無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)100可以是基于FDD或TDD。根據(jù)一些實(shí)施例，該BTS 110可包括演進(jìn)NodeB(eNodeB)。

為了以天線流與UE 120進(jìn)行良好的通信，方法1300可包括若干個(gè)操作1301-1304。但應(yīng)當(dāng)注意的是，所述操作1301-1304中的任一個(gè)、一些或全部都可以按照與所列舉的時(shí)間順序有所不同的順序執(zhí)行、同步執(zhí)行或甚至反序執(zhí)行。所述操作中的一些，如1302和/或1303僅可在方法1300的一些實(shí)施例中執(zhí)行。進(jìn)一步的，應(yīng)當(dāng)注意的是，根據(jù)不同的實(shí)施例，一些操作可以按照多種另選的方式執(zhí)行。方法1300可包括以下操作：

操作1301

MIMO天線陣列200通過(guò)修改的相位激勵(lì)被下行鏈路預(yù)編碼，并且BTS 110中所包括的收發(fā)器220為所述MIMO天線陣列200中的各個(gè)天線單元210提供不同的相位，從而產(chǎn)生天線波束。

根據(jù)不同的實(shí)施例，可以為控制面和用戶面采用相同或分離的下行鏈路預(yù)編碼。

在一些實(shí)施例中，收發(fā)器220可在全方向或扇形方向中發(fā)射控制面信號(hào)，以及在UE專用波束中發(fā)射UE面信號(hào)。

根據(jù)一些實(shí)施例，可通過(guò)選擇下行鏈路預(yù)編碼器230、240，從而使得傳輸層在空間方向上解關(guān)聯(lián)或者帶正交極化。

操作1302

此操作可被包括在BTS 110中的方法1300的一些、但未必全部的可能實(shí)施例之中。

可檢測(cè)出來(lái)自UE 120的上行信號(hào)的最強(qiáng)空間方向的到達(dá)角(AoA)。

最強(qiáng)到達(dá)角的檢測(cè)可包括利用來(lái)自所述UE 120的上行信號(hào)的信噪干比超過(guò)閾值來(lái)檢測(cè)所述空間方向。

不過(guò)，在一些實(shí)施例中，來(lái)自UE 120的上行信號(hào)的最強(qiáng)空間方向的到達(dá)角可以通過(guò)接收所述UE 120反饋的預(yù)編碼矩陣指示符(PMI)來(lái)檢測(cè)。

在一些實(shí)施例中，可以直接或通過(guò)漫反射間接接收來(lái)自UE 120的上行信號(hào)，從而檢測(cè)出來(lái)自UE 120的上行信號(hào)的到達(dá)角?？梢詫?duì)接收到的上行信號(hào)進(jìn)行空間分析。對(duì)接收到的上行信號(hào)進(jìn)行的空間分析可包括將所收信號(hào)的強(qiáng)度/質(zhì)量與預(yù)定的閾值進(jìn)行比對(duì)。然后根據(jù)空間分析和比對(duì)，可選擇一些信號(hào)。

根據(jù)一些實(shí)施例，可選擇信號(hào)強(qiáng)度/質(zhì)量超過(guò)預(yù)定閾值的信號(hào)。

選定所述信號(hào)之后，可確定所選信號(hào)的到達(dá)角(AoA)。根據(jù)一些實(shí)施例，要確定AoA，可以測(cè)量多天線陣列200中各個(gè)單獨(dú)的天線單元210的到達(dá)時(shí)間差(TDOA)。

操作1303

此操作可被包括在BTS 110中的方法1300的一些、但未必全部的可能實(shí)施例之中，其中操作1302已被執(zhí)行。

基于檢測(cè)到的到達(dá)角，即可確定離開(kāi)角(AoD)。

從而可確定待發(fā)射信號(hào)的離開(kāi)角，該AoD對(duì)應(yīng)著之前操作1302所確定的來(lái)自UE 120的被選上行信號(hào)的AoA。由于互易，故而根據(jù)一些實(shí)施例，AoD所包含的角度可以與之前所確定的被選上行信號(hào)的AoA大致相同。在一些實(shí)施例中，所確定的離開(kāi)角可用于下行鏈路特定UE信令。

操作1304

通過(guò)MIMO天線陣列200，在天線波束中發(fā)射信號(hào)，供UE 120接收。

根據(jù)一些實(shí)施例，在所述天線波束中，按照在操作1303中為下行鏈路特定UE信令所確定的離開(kāi)角發(fā)射所述信號(hào)。

在一些實(shí)施例中，要實(shí)現(xiàn)想要的無(wú)線電信號(hào)覆蓋或小區(qū)覆蓋，可以依賴于BTS 110的環(huán)境和部署，從不同空間方向上的全向、半全向、扇形和/或雙波束中產(chǎn)生不同的天線波束。

在一些實(shí)施例中，可以為不同的物理小區(qū)720使用多個(gè)下行鏈路預(yù)編碼器230、240以產(chǎn)生具有不同空間朝向的多個(gè)扇區(qū)。

圖14為例示了無(wú)線通信系統(tǒng)100中的基站收發(fā)臺(tái)(BTS)110的框圖。BTS 110被配置用于依照操作1301-1304中的任一個(gè)、一些或全部以執(zhí)行上述方法1300，從而在無(wú)線通信系統(tǒng)100中與UE 120在天線流中進(jìn)行無(wú)線通信。

無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)110包括或連接至MIMO天線陣列200，該陣列被配置用于進(jìn)行波束成形、空間復(fù)用和MIMO傳輸。MIMO天線陣列200包括多個(gè)天線單元210，例如單層、雙層或若干層垂直極化全方向天線單元210的方形陣列。在一些實(shí)施例中，所述MIMO天線陣列200中的全部天線單元210都可以參與產(chǎn)生天線波束。在一些實(shí)施例中，所述天線波束的方向可以遠(yuǎn)程配置。此外，在一些實(shí)施例中，所述天線波束的方向可以依賴于時(shí)間進(jìn)行配置。

在一些實(shí)施例中，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)100可基于3GPP LTE。進(jìn)一步的，該無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)100可以是基于FDD或TDD。根據(jù)一些實(shí)施例，無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)110可包括eNodeB。

為更加清楚，BTS 110的內(nèi)部電子元件或其他組件中，凡在理解本文所述實(shí)施例中并不完全必要的，都已在圖14中略去。

BTS 110包括處理電路1420，其被配置用于修改所述MIMO天線陣列200的相位激勵(lì)，從而為控制面和用戶面支持相同或分離的下行鏈路預(yù)編碼。處理電路1420也被配置用于為MIMO天線陣列200中的各個(gè)天線單元210提供不同的相位，從而使得收發(fā)器220產(chǎn)生天線波束。

在一些實(shí)施例中，處理電路1420還可被配置用于依賴于BTS 110的環(huán)境和部署，從不同空間方向上的全向、半全向、扇形和/或雙波束中產(chǎn)生想要的覆蓋。

此外，處理電路1420也還可被配置用于為不同的物理小區(qū)720使用多個(gè)下行鏈路預(yù)編碼器230、240，從而產(chǎn)生具有不同空間朝向的多個(gè)扇區(qū)。

同時(shí)，此外，處理電路1420也還可被配置用于使得收發(fā)器220在全方向或扇形方向中發(fā)射控制面信號(hào)，以及在UE專用波束中發(fā)射UE面信號(hào)。

處理電路1420也還可被配置用于根據(jù)來(lái)自所述UE 120的上行信號(hào)的信噪干比超過(guò)閾值而檢測(cè)所述空間方向的到達(dá)角。同時(shí)，處理電路1420也還可被配置用于基于檢測(cè)到的到達(dá)角確定離開(kāi)角，并將該離開(kāi)角用于下行鏈路特定UE信令。

附加地，處理電路1420還可被配置用于接收UE 120反饋的預(yù)編碼矩陣指示(PMI)，從而為來(lái)自UE 120的上行信號(hào)檢測(cè)最強(qiáng)空間方向的到達(dá)角。

此外，處理電路1420也可附加地被配置用于選擇下行鏈路預(yù)編碼器230、240，以使得傳輸層在空間方向上解關(guān)聯(lián)或者帶正交極化。

處理電路1420可包括例如中央處理單元(CPU)、處理單元、處理電路、處理器、專用集成電路(ASIC)、微處理器、或其他能夠解釋及執(zhí)行指令的處理邏輯的一個(gè)或多個(gè)實(shí)例。故而本文所用短語(yǔ)“處理電路”可代表包括多個(gè)處理電路(例如前文所列舉的中的任一個(gè)、一些或全部)的處理線路。

處理電路1420還可為輸入、輸出執(zhí)行數(shù)據(jù)處理功能，且數(shù)據(jù)的處理包括數(shù)據(jù)緩沖和設(shè)備控制功能，如調(diào)用處理控制、用戶接口控制等。

進(jìn)一步的，所述BTS 110也包括收發(fā)器220，其被配置用于通過(guò)所述MIMO天線陣列200，在所述天線波束中發(fā)射/接收信號(hào)，供所述UE 120接收/發(fā)射。

在一些實(shí)施例中，收發(fā)器220可被配置用于按對(duì)應(yīng)于或基于被選上行信號(hào)的AoA的AoD而發(fā)射信號(hào)，供UE 120接收。

此外，根據(jù)一些實(shí)施例，BTS 110可包括至少一個(gè)存儲(chǔ)器1425。存儲(chǔ)器1425可包括用于臨時(shí)性或永久性存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或程序(例如指令序列)的物理裝置。根據(jù)一些實(shí)施例，存儲(chǔ)器1425可包括集成電路，該集成電路包括硅基晶體管。進(jìn)一步的，存儲(chǔ)器1425可為易失性或非易失性。

前述在BTS 110中執(zhí)行的操作1301-1304可以通過(guò)BTS 110中的一個(gè)或多個(gè)處理電路1420，配合用于執(zhí)行操作1301-1304的功能的計(jì)算機(jī)程序代碼，從而加以實(shí)施。包括有用于在BTS 110中執(zhí)行操作1301-1304的指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以執(zhí)行方法1300，當(dāng)該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品載入到BTS 110的處理電路1420中時(shí)，即可用于在無(wú)線通信系統(tǒng)100中與UE 120進(jìn)行無(wú)線通信。計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品所包括的程序代碼可在當(dāng)該計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，根據(jù)前述操作1301-1304中的任一個(gè)執(zhí)行方法1300。

上述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的提供形式可以是例如當(dāng)被載入到處理電路1420中時(shí)、可以根據(jù)一些實(shí)施例以執(zhí)行操作1301-1304中的任一個(gè)、一些或全部的、被攜帶在數(shù)據(jù)載體上的計(jì)算機(jī)程序。該數(shù)據(jù)載體可以是例如硬盤、光盤只讀存儲(chǔ)器盤、記憶棒、光存儲(chǔ)裝置、磁存儲(chǔ)裝置或如磁盤或磁帶等可以非暫時(shí)性保持機(jī)器可讀數(shù)據(jù)的其他任意合適的介質(zhì)。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的提供形式還可以是服務(wù)器上的、并且例如通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或內(nèi)聯(lián)網(wǎng)連接而遠(yuǎn)程下載到BTS 110的計(jì)算機(jī)程序代碼。

在如附圖中示出的實(shí)施例的詳細(xì)描述中，所用術(shù)語(yǔ)并非旨在限定所述方法1300和/或BTS 110，此二者應(yīng)由附上的權(quán)利要求書限定。

依本文用法，“和/或”包括其所關(guān)聯(lián)列出項(xiàng)目中的一個(gè)或多個(gè)的任何及全部組合。此外，單數(shù)形式“一個(gè)”、“一”和“所述”應(yīng)理解為“至少一個(gè)”，從而也可能包括多個(gè)同類實(shí)體，但另有明確說(shuō)明的例外。還應(yīng)當(dāng)理解的是，短語(yǔ)“包含”、“包括”、“其包含”和/或“其包括”規(guī)定了出現(xiàn)明確提出的特征、動(dòng)作、事物、步驟、操作、元件和/或組件，但并不排除此中出現(xiàn)或添加一個(gè)或多個(gè)其他特征、動(dòng)作、事物、步驟、操作、元件、組件和/或它們的集合。本文所用的“或”字應(yīng)理解為數(shù)學(xué)上的“或”(OR)，即可兼析取，而不能理解為數(shù)學(xué)上的互斥或(XOR)，但另有說(shuō)明的例外。一個(gè)單一的單元(例如處理器)可能滿足權(quán)利要求中所記載的若干個(gè)項(xiàng)目的功能。僅僅因?yàn)槟承┐胧┍挥涊d為互不相同的從屬權(quán)利要求，并不表示不能將這些措施組合使用以得到有益效果。計(jì)算機(jī)程序可以在合適的介質(zhì)上存儲(chǔ)/分發(fā)，例如光存儲(chǔ)介質(zhì)或與其他硬件一同或作為其一部分而提供的固態(tài)介質(zhì)，但也可以其他形式分發(fā)，例如通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或其他有線或無(wú)線通信系統(tǒng)。