通过在运载工具中放置天线最大化mimo通过量的方法
【专利说明】通过在运载工具中放置天线最大化ΜΙΜΟ通过量的方法
[0001]相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年7月11日提交的美国临时专利申请序列号62/023349，标题为“Method of Maximizing ΜΙΜΟ Throughput by Placing Antennas in a Vehicle”(通过在运载工具中放置天线最大化Μπω通过量的方法)的优先权日的权益。
技术领域
[0002]本发明总体上涉及运载工具中的天线布置，更具体地涉及在运载工具，如机动车内提供4G移动通信服务的多输入多输出(Μπω)天线的布置。
【背景技术】
[0003]当前移动蜂窝无线通信技术的现有技术被称为4G，与之前的蜂窝通信技术，如2G和3G相比，4G提供了更大的数据通过量和带宽。4G蜂窝技术在发射器和接收器处采用在发射器和接收器之间提供增加的信号通路数量的多输入多输出天线，包括来自发射器和接收器之间各种物体的多路反射，这允许更大的数据通过量。只要当信号不相关时接收器可将多输入多输出天线处的每一通路上接收的数据去耦，接收器就可使用这些通路对以相同频率同时传输的数据解码。因此，更多的数据可被压缩并入相同频率，从而提供更高的带宽。
[0004]现代运载工具采用多种以及多个类型的天线接收和发射不同通信系统的信号，例如地面无线电(调幅/调频)、蜂窝电话、卫星无线电、专用短程通信(DSRC)、GPS等。通常，用于这些系统的天线被集成于共用天线结构中，该结构安装于运载工具的顶板以提供最大的接收能力。
[0005]机动车制造商希望在运载工具中提供4G蜂窝技术，这引出了许多设计上的挑战，在多输入多输出天线作为安装于运载工具顶板的共用天线结构的一部分被并入时尤为如此。例如，将包含至少两个天线的多输入多输出天线装入安装于运载工具顶板的传统远程信息处理天线模块，则模块的整体天线容量将需要扩大，这是由于要求在天线处所接收信号的低相关度的多输入多输出天线所需的额外空间。换言之，因为多输入多输出天线所接收的信号需要显著的不相关，天线之间的距离应为由所采用频带决定的某些最小距离。由于天线模块的尺寸和容量的增大，多输入多输出天线所需的封装可能不再符合运载工具的式样及其他要求。
【发明内容】
[0006]本公开描述了多输入多输出天线在运载工具，如机动车中的布置，其中多输入多输出天线中的至少一个被置于运载工具内部，处于更充足的多路信号传播环境中。多输入多输出天线将包括也可用于非4G蜂窝服务的初级多输入多输出天线，以及一个或多个仅用于4G蜂窝服务的次级多输入多输出天线。在一个实施例中，初级多输入多输出天线安装于运载工具的顶板，处于包含其他天线的模块中，并且一个或多个次级多输入多输出天线位于运载工具内的理想位置。在另一实施例中，初级多输入多输出天线以及一个或多个次级多输入多输出天线全部置于运载工具内。
[0007]本申请还提供以下技术方案。
[0008]方案1.一种用于具有外壳的运载工具的多输入多输出(ΜΙΜ0)通信系统，所述系统包括:
安装于所述运载工具的多个多输入多输出天线，其中所述多输入多输出天线中的至少一个在所述运载工具的所述外壳内；以及
从所述多输入多输出天线接收信号的接收器。
[0009]方案2.根据方案1所述的多输入多输出系统，其中所述多输入多输出天线中的一个多输入多输出天线安装于所述运载工具的外部结构。
[0010]方案3.根据方案2所述的多输入多输出系统，其中所述一个多输入多输出天线安装于运载工具的顶板。
[0011]方案4.根据方案2所述的多输入多输出系统，其中所述一个多输入多输出天线是初级多输入多输出天线。
[0012]方案5.根据方案4所述的多输入多输出系统，其中所述初级多输入多输出天线与其它非多输入多输出天线元件安装于共用天线模块内。
[0013]方案6.根据方案5所述的多输入多输出系统，其中所述天线模块是鲨鱼鳍型天线模块。
[0014]方案7.根据方案1所述的多输入多输出系统，其中所述多输入多输出天线全部安装于所述运载工具的所述外壳内。
[0015]方案8.根据方案1所述的多输入多输出系统，其中至少一个安装于所述外壳内的天线安装于所述运载工具的顶板衬板中。
[0016]方案9.根据方案1所述的多输入多输出系统，其中至少一个安装于所述外壳内的多输入多输出天线安装于所述运载工具的座椅。
[0017]方案10.根据方案1所述的多输入多输出系统，其中至少一个安装于所述外壳内的天线安装于所述运载工具的行李箱中。
[0018]方案11.根据方案1所述的多输入多输出系统，其中至少一个安装于所述外壳内的天线安装于所述运载工具的尾架组件。
[0019]方案12.根据方案1所述的多输入多输出系统，其中至少一个安装于所述外壳内的天线安装于所述运载工具的仪表板。
[0020]方案13.根据方案1所述的多输入多输出系统，其中所述运载工具是机动车。
[0021]方案14.根据方案1所述的多输入多输出系统，其中所述外壳是金属外壳。
[0022]方案15.—种用于具有外壳的运载工具的提供4G无线蜂窝通信的多输入多输出通信系统，所述系统包括:
安装于所述运载工具的所述外壳内的多个多输入多输出天线；以及从所述多输入多输出天线接收信号的接收器。
[0023]方案16.根据方案15所述的多输入多输出系统，其中所述多个多输入多输出天线包括也提供2G或3G无线蜂窝通信的初级天线。
[0024]方案17.根据方案16所述的多输入多输出系统，其中所述多个多输入多输出天线包括一个或多个次级天线。
[0025]方案18.—种用于具有外壳的运载工具的提供4G无线蜂窝通信的多输入多输出(ΜΙΜ0)通信系统，所述系统包括:
安装于所述运载工具的顶板的初级多输入多输出天线；
安装于所述运载工具的所述外壳内的一个或多个次级多输入多输出天线；以及从所述多输入多输出天线接收信号的接收器。
[0026]方案19.根据方案18所述的多输入多输出系统，其中所述初级多输入多输出天线与其它非多输入多输出天线元件安装于共用天线模块内。
[0027]方案20.根据方案18所述的多输入多输出天线，其中所述初级天线也提供2G或3G无线蜂窝通信。
[0028]本发明的附加特征将结合附图从下文描述以及所附权利要求变得显而易见。
【附图说明】
[0029]图1是包含已知的安装于鲨鱼鳍顶板的天线模块的运载工具的侧视图；
图2是与运载工具分离的图1所示鲨鱼鳍天线模块的侧视图；
图3是在运载工具内包含了多输入多输出天线的运载工具的侧视图；
图4是运载工具的侧视图，该运载工具包含处于安装在鲨鱼鳍顶板的天线模块中的初级多输入多输出天线以及运载工具内的次级多输入多输出天线；以及图5是与运载工具分离的图4所示鲨鱼鳍天线模块的侧视图。
【具体实施方式】
[0030]下文关于涉及在运载工具中布置一个或多个多输入多输出天线的技术的本发明的实施例的讨论在本质上仅是示例性的，并且不以任何方式试图限制本发明或其应用或使用。例如，下文讨论将运载工具称为机动车。但是，本领域技术人员也能认识到，所述运载工具也可以是其它运载工具，如火车，飞机等。
[0031]图1是包含运载工具顶板12的运载工具10的侧视图，顶板衬板14定位于顶板12之下。运载工具10还包括座椅18、仪表板20、行李箱22以及后行李架24。运载工具10进一步包括接收器26，该接收器旨在代表于与本文讨论的天线相关的任何或全部通信系统的运行的适当接收器。本领域技术人员可以清楚的理解，本文讨论的每一个天线都将与接收器26进行电气通信。
[0032]运载工具10也包括已知的安装于“鲨鱼鳍”顶板的天线模块30，模块30分离于运载工具10示于图2。天线模块30包括多个天线32和34，取决于特定的运载工具可包含一个或多个专用短程通信(DSRC)天线、调幅/调频无线电天线、卫星无线电天线、GPS天线等。模块30也包括至少两个如上所述提供4G无线蜂窝通信的多输入多输出天线36和38。需要注意的是，由于天线模块30要求至少两个多输入多输出天线并且多输入多输出天线需要间隔一定距离以使天线36和38接收到的信号显著不相关，模块30的尺寸较之前未采用多输入多输出天线的鲨鱼鳍天线模块有所增加。
[0033]通常，多输入多输出天线