[发明专利]一个天线阵列系统

说明书

本发明的领域

本发明涉及一个天线阵列系统，特别地，涉及在一个蜂窝通信系统中被使用的一个天线阵列系统。

本发明的背景

众所周知，无线通信系统的天线阵列包括多个相关的、独立的天线部件。典型地，这些独立的天线部件是简单的等距偶极子，它们的距离通常是半个波长。当进行发送时，这个无线射频信号(RF)被馈送到所有的天线部件，而当进行接收时，来自所有天线部件的信号被组合在一起。取决于每一个天线部件的信号之间的相对相位差异和幅度，整个相控阵列的组合效果是具有与一个方向天线等价的一个传播图形，即，某些角度上将会发送或者接收比其它角度更多的能量。

众所周知，通信系统的天线阵列系统包括一个天线阵列，用于提供一些固定束的一个束形成器，和针对每一个固定束的一个收发器。在一个通信系统中，使用能够为这个用户提供最佳通信的固定束来接收或者发送一个信号，并且仅当在当前束中的信号降低到一个阈值以下时，才切换到另一个束。

上面所描述的天线阵列的一个问题是它们比较复杂，并且对每一个束的资源与硬件分配是不灵活的。另外，传统的天线阵列包括的技术的体积大，价格昂贵，并且效率不高。

特别地，传统天线阵列中RF(射频)功率放大的复杂程度很高，其效率很低，并且/或者价格很昂贵。

本发明的目的是寻找能够提供具有高性能硬件的一个灵活的天线阵列系统。

根据本发明，提供了一个天线阵列系统，它包括至少一第一天线阵列；提供多个束端口的第一束形成装置，每一个束端口与第一天线阵列的一个方向束相关；多个收发器部件；切换装置，用于将多个收发器部件与多个束端口相关；其中对多个收发器部件中每一个所支持的无线通信的一个所需束方向作出响应，通过这个切换装置动态地将多个收发器部件与多个束端口相关，并且以一个基本上周期的间隔，重新安排收发器部件与束端口的相关。

这提供了对资源与收发器部件的一个非常有效的与灵活的利用。

优选地，这多个收发器部件中一第一收发器与束端口的相关至少是部分地对与这多个收发器部件中一第二收发器部件所支持的一个无线通信的一个特征相关的一个参数作出的响应。这允许对这个天线阵列系统所服务的所有用户单元的总体性能进行优化。

根据本发明的一第一特征，这个天线阵列系统具有多个束端口，它们比多个收发器部件大。

优选地，这个天线阵列系统进一步包括至少一第二天线阵列，相对这第一天线阵列来说，这第二天线阵列提供了至少部分分集；至少第二束形成装置通过提供另外的多个束端口，而增加了多个束端口，每一个束端口与第二天线阵列的一个方向束相关；和其中相对这第一天线阵列的方向束来说，这第二天线阵列的方向束是偏移的，并且与其重叠。

根据本发明的一第二特征，这个天线阵列系统被包括在一个时分多址通信系统，例如GSM中，这个交换装置可以进行工作来以一个时隙为单位，改变这多个收发器部件与多个束端口之间的相关。

收发器部件可以包括接收器部件或者发送器部件。优选地，这多个收发器部件包括发送器部件和接收器部件，并且交换装置可以进行工作，将接收器部件与发送器部件与多个束端口相关。

下面描述本发明的一个实施方式，该描述是通过示例，并且参考图来进行的，其中：

图1是根据现有技术的一个GSM蜂窝通信系统的一个显示；

图2显示了根据本发明的一个接收天线阵列系统的一个实施方式；

图3显示了图2的接收天线阵列系统的交换装置的一个实施方式；

图4显示了根据本发明的一个发送天线阵列系统的一个实施方式；

图5显示了根据本发明，收发器部件与束端口相关的一个示例；

图6显示了根据本发明的、与两个分集天线阵列重叠的一个示例束；

图7显示了进一步包括根据本发明的一个宽束天线的一个发送天线阵列系统的一个实施方式。

一个优选实施方式的详细描述

下面的内容被描述在一个蜂窝通信系统的上下文中，更具体地，被描述在全球移动通信系统(GSM)蜂窝通信系统的上下文中。但是，该领域内的一个技术人员将很清楚，本发明不局限于这个应用。其它可能的应用包括使用天线阵列和相关的领域，例如雷达领域的所有接收与发送系统。