用于天线对准的设备和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信网络中的节点，其中节点包括天线布置。天线布置又包括阵列天线，阵列天线又包括形成第一天线孔径的第一天线单元集合以及形成第二天线孔径的第二天线单元集合。
[0002]本发明还涉及用于无线通信网络中的第一节点与第二节点的对准的方法。对于第一操作模式，方法包括步骤:
[0003]使得第一模式端口能够使用具有第一主指向的第一天线波束经由第一天线孔径发射和/或接收信号；以及执行第一对准过程。
【背景技术】
[0004]在无线通信网络中获取高水平的容量是所期望的。增加无线通信网络中的容量的一个技术是在宏小区覆盖区域内部署低功率微微无线电基站以形成异构网络。微微基站小于常规的宏基站，其覆盖更小区域，并且在很多情况下被放置成靠近街道水平，同时回程聚合点通常放置在屋顶水平以上的宏基站处。
[0005]传统的用于在微微基站与回程聚合点之间建立连接的无线回程技术为视线无线电链路。然而，当回程聚合点被放置在屋顶水平以上同时微微基站位于屋顶以下更接近街道水平时，可以防止视线(LOS)使得存在非视线(NLOS)场景。NLOS传播场景利用衍射、反射和穿透效应。
[0006]在NLOS传播场景中，不能借助于视觉检查和手动调节使宏基站处的无线电链路回程天线波束与微微基站处的无线电链路回程天线波束朝着彼此对准。传统上，已经通过使用例如铜导线或者光纤导线解决了回程连接。
[0007]然而，以上讨论的传统的回程技术并不总是符合异构回程场景。已经提出了被配备以高增益天线的无线NLOS回程无线电链路作为替选。
[0008]具有窄波束的高增益无线电链路天线通常用在LOS应用中，其具有为几度的非常窄的波束宽度。对准过程因此对于指向错误非常敏感。因此，使两个窄波束宽度天线在其之间没有视觉连接的情况下朝着NLOS场景中的共同的衍射、反射或穿透点对准变得非常困难。
[0009]现有技术中描述了在LOS场景中对准天线，例如在WO 2008/047342,US 2010/0302101 和US 6 836 675 中。
[0010]US 2010/0302101教示在预定路径衰减下第一方向性波束天线与第二方向性波束天线的自动对准的方法。
[0011]US 6 836 675教示通过使天线瞄准最佳方向来实现微波通信系统的最佳无线链路状态的方法。
[0012]然而，所有这些文档都没有公开如何使NLOS场景中的两个窄波束无线电链路天线同时对准，因此需要这样的方法。
【发明内容】
[0013]本发明的一个目的在于提供一种用于使NLOS场景中的两个窄波束无线电链路天线同时对准的方法。
[0014]上述目的借助于无线通信网络中的节点来获得，其中节点包括天线布置。天线布置又包括阵列天线，阵列天线又包括形成第一天线孔径的第一天线单元集合以及形成第二天线孔径的第二天线单元集合。天线布置还包括被适配成在第一操作模式与第二操作模式之间切换的切换布置。在第一操作模式下，第一天线孔径被布置成生成具有第一主指向的第一天线波束，在第二操作模式下，第一天线孔径和第二天线孔径被组合并且被布置成生成具有第二主指向的第二天线波束。第一天线波束在平行于并且穿过相应主指向的至少一个相应平面中具有比第二天线波束更宽的天线波束宽度。
[0015]上述目的还借助于用于无线通信网络中的第一节点与第二节点的对准的方法来获得。对于第一操作模式，方法包括步骤:
[0016]使得第一模式端口能够使用具有第一主指向的第一天线波束经由第一天线孔径来发送和/或接收信号；
[0017]执行第一对准过程；
[0018]使得第二模式端口能够使用具有第二主指向的第二天线波束经由第一天线孔径和第二天线孔径的组合来发送和/或接收信号；以及
[0019]执行第二对准过程。
[0020]第一天线波束在平行于并且穿过相应主指向的至少一个相应平面中具有比第二天线波束更宽的天线波束宽度。
[0021]根据一个示例，第一主指向和第二主指向一致。
[0022]根据另一示例，阵列天线包括形成总天线孔径的总天线单元集合。总天线单元集合由第一天线单元集合和第二天线单元集合形成。相应地，总天线孔径由第一天线孔径和第二天线孔径形成。
[0023]根据另一示例，节点还包括具有第一划分端口、第二划分端口和组合端口的功分设备。从组合端口到划分端口行进的功率在划分端口之间被划分，并且从划分端口到组合端口行进的功率从划分端口被组合。第一划分端口至少能够经由切换布置切换到第一天线单元集合。第二划分端口被布置成经由第二天线单元集合发送和/或结接收信号，组合端口连接到被布置成经由第二天线波束发送和/或接收信号的第二模式端口。
[0024]根据另一示例，切换布置包括第一端口、第二端口和第三端口。第一端口能够连接到第二端口或第三端口，第二端口连接到被布置成经由第一天线波束发送和/或接收信号的第一模式端口。第三端口连接到第一划分端口。
[0025]根据另一示例，第二天线孔径被分为第一子孔径、第二子孔径、第三子孔径和第四子孔径。每个子孔径直接或者经由对应的无线电单元连接到波束成形网络。波束成形网络具有求和端口、第一差异端口和第二差异端口，其中求和端口连接到第一划分端口。
[0026]根据另一示例，第一天线单元集合连接到第一无线电单元，第二天线单元集合连接到第二无线电单元。无线电单元连接到被布置用于处理基带频率信号的数字信号处理设备。数字信号处理设备包括切换布置并且被布置成生成第一操作模式和第二操作模式。
[0027]从属权利要求中公开了更多示例。
[0028]借助于本发明可以获得若干优点。例如:
[0029]-与以前的方法相比简化了部署。
[0030]-实现了自包含的回程无线电链路。
[0031]-对准方法在链路的初始设置时以及在操作期间适用。
[0032]-使用单个天线孔径生成宽波束辐射图案和窄波束辐射图案。
[0033]-宽波束用于粗略对准同时窄波束用于精细调整。
【附图说明】
[0034]现在将参考附图更详细地描述本发明，在附图中:
[0035]图1示出无线通信网络的示意性侧视图；
[0036]图2示出根据本发明的第一示例的天线布置的示意性视图；
[0037]图3示出根据本发明的天线的示意性说明视图；
[0038]图4示出根据本发明的第二示例的天线布置的示意性视图；
[0039]图5示出根据本发明的第三示例的天线布置的示意性视图；以及
[0040]图6示出根据本发明的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0041]参考图1，第一建筑物42的顶部放置有第一节点I，第一节点I被包括在无线通信网络2中。在本示例中，第一节点I由宏站点处的回程聚合点构成。无线通信网络2还包括被放置在第一建筑物42中的第二节点38、被放置在第二建筑物43处的第三节点39、以及被放置在第三建筑物44处的第四节点40和第五节点41，使得第一节点I与其他节点38、39、40、41中的任何节点之间不存在任何视线。在本示例中，其他节点38、39、40、41由被放置成比第一节点I更靠近地平面的微微基站构成。
[0042]还可想到，第一节点与其他节点38、39、40、41中的一个或多个节点之间放置有其他建筑物或结构。这样的建筑物引起阻挡效应以及另外的衍射和反射源，从而减轻第一节点I处的回程天线与其他节点38、39、40、41中的任何节点处的回程天线之间的NLOS传输。
[0043]还参考图2，第一节点I包括天线布置3，天线布置3被布置用于将天线波束指向方位角方向A和仰角方向E。
[0044]还参考图3，天线布置3包括阵列天线4，阵列天线4又包括形成第一天线孔径6的第一天线单元集合5(附图中为了清楚仅示出几个)以及形成第二天线孔径8的第二天线单元集合7(附图中为了清楚仅示出几个)，其中第一天线孔径6被第二天线孔径8环绕。
[0045]为了阐明不同的天线孔径6、8，第一天线孔径6及其第一天线单元集合5在图2中用虚线标记，而在图3中，第一天线孔径6及其第一天线单元集合5被示出为与第二天线孔径8及其第二天线单元集合7分离。
[0046]图3仅出于说明目的而被示出，以清楚地表示第一天线孔