专利名称：基于广义分布式天线构建虚拟多入多出系统的方法
技术领域：
本发明涉及无线通信系统的体系结构，其中涉及第三代(3G)移动通信系统、超三代(B3G)移动通信系统或第四代(4G)移动通信系统、无线局域网(WLAN)等多种无线通信系统。
背景技术：
随着对个人移动性空前增长的需求以及对个人通信的依赖，无论是用户数还是无线通信量都迅猛增加。由于载频在2GHz左右的移动通信系统的频率资源已经出现饱和的趋势，所以目前的共识是在B3G移动通信系统中将载频提高。然而，载频的提高必然使得小区的规模进一步减小，频繁的切换会降低整个系统的性能。广义分布式天线概念正是针对这一问题而提出的。原来的分布式天线一般是指任意接入点AP(类似于第二代移动通信系统的基站收发信机(BTS)和第三代移动通信系统的节点B(NodeB))连接多根分离的天线，AP所有的天线同时对某一个移动终端(MT)进行通信，针对某一个MT，发送信号时所有天线发送相同的信号。广义分布式天线是指任意AP内部有一根或多根分离的天线(或天线阵)，典型的天线(或天线阵)间距为十几米到几十公里，AP可以使用全部或部分的天线(或天线阵)与某一MT进行通信，针对某一个MT，在发送信号时AP所使用的天线(或天线阵)可以发送相同或不同的信号。为了进一步提高基于广义分布式天线的系统容量和性能，多入多出(MIMO)技术成为其增强型技术研究的一个关键点。随着移动通信技术的发展，MIMO技术最终将会在B3G或4G移动通信系统中广泛应用。AP和MT采用多天线，MIMO技术能提供更好的空间分集和更高的系统容量。在3G移动通信中以及在B3G或4G移动通信发展的初期，大量的MT可能仍采用单天线，原因是采用多天线会带来设备成本的提高、尺寸增加以及硬件实现的限制等问题。单天线MT完全转换为多天线MT需要经历一个过渡时期。在这个时期，单天线MT限制了MIMO技术的应用，该技术的优势难以发挥。针对存在的矛盾问题，本发明提出一种基于广义分布式天线的虚拟多入多处(Virtual MIMO)系统构造方法用于增强蜂窝等无线链路容量。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提出了一种基于广义分布式天线的Virtual MIMO系统的构建方法，该方法明显地提高了蜂窝等无线链路的容量。
根据本发明，提供了一种基于广义分布式天线构建虚拟多入多出系统的方法，所述方法包括步骤(1)在广义分布式天线无线环境下，多个移动终端之间不经过接入点而直接进行通信，并且这些移动终端中的任何一个和与其相邻的移动终端构成群终端；(2)所述群终端通过接入点内部包含的一个或多个分离天线与所述接入点进行通信，从而所述接入点和所述群终端构成一个虚拟多入多出系统。
在本发明中，所述广义分布式天线无线环境典型的是蜂窝无线环境。
根据本发明的基本构思，在广义分布式天线蜂窝等无线环境下，多个MT彼此可以不通过AP而直接通信。这样，任一个MT可以和与其相邻的其他MT聚合在一起共同构成一个群终端(GroupTerminal，简称GT)。构成群终端的任意MT可以传统蜂窝等无线通信方式与AP通信，而在群终端内，多个MT之间可以彼此直接通信(不通过AP)。任意MT可以借助其所在群终端内的其他MT的天线与AP通信。这样，构成群终端的多个MT之间能够彼此共享天线。从AP的角度看，群终端存在多个可与AP通信的天线，可以看作是虚拟多天线系统。
构成GT的MT可以是传统的移动台，也可以是其他的通信设备，还包括同时支持蜂窝接口和其他无线接口的多模工作方式的设备。这些MT通常情况下采用单天线，也可以是多天线。GT内的多个MT可支持自组织(ad hoc)等组网方式，它们之间可以通过多种无线传输方式进行通信，包括中距离和短距离无线通信传输方式，如WLAN技术、超宽带(UWB)无线传输方式、蓝牙技术等。
每个AP内部有一个或多个分离的天线(或天线阵)。AP内部的天线(或天线阵)和GT之间存在多种通信方式。MT可以通过AP所包含的一个或多个单天线、一个或多个天线阵和一个或多个单天线和天线阵的混合天线阵与AP通信。于是，AP和GT就可以形成虚拟的多入多出系统。
本发明的方法显著地提高了链路的容量，增强网络的灵活配置能力和支持移动能力。
图1示出了根据本发明构建的基于广义分布式天线的虚拟多入多出系统。
具体实施例方式
下面参照图1并结合实例来描述本发明的基于广义分布式天线的虚拟多入多出系统的构造方法。
参看图1，图1中存在多个群终端，如MT3和MT4可以聚合构成GT2，MT5和MT6构成GT3，以及MT7和MT8构成的GT4。在群终端中，多个MT之间能够直接通信(不通过AP)，例如在GT4中，MT7和MT8可以不通过AP2直接通信。MT7可以直接与AP2通信，也可以借助GT4内MT8的天线与AP2通信，即MT7和MT8可以彼此共享天线。
不同的MT聚合在一起重构成一个群终端，因此群终端的形成是动态的，即构成群终端的MT可以是变化的，参与的终端数量也是不固定的。构成群终端的设备可以是传统的移动台，也可以是其他的通信设备，还包括同时支持蜂窝接口和其他无线接口的多模工作方式的设备。群终端内的多个设备间可支持ad hoc等组网方式，它们之间可以多种无线传输方式进行通信，包括中距离和短距离无线通信传输方式，如WLAN技术、UWB无线传输方式、蓝牙技术等。
上述内容所讲到的MT主要指单天线系统，但是当MT采用多天线时仍然可以按照本发明所提出的方法构造更广义的虚拟多入多出系统，如图1所示的终端MT1和MT2。MT1和MT2均是多天线系统，它们可以聚合构成GT1。虚拟多入多出系统的构成类似于GT4。即本发明所讲述的MT可以是单天线系统，也可以是多天线系统。
图1中，接入点AP1和AP2内部均包含多个分离的天线(或天线阵)，典型的天线(或天线阵)间距为十几米到几十公里。AP内部的天线(或天线阵)和GT之间存在多种通信方式，如MT可以通过AP所包含的一个或多个单天线(如AP1与GT2(移动终端MT3和MT4构成的)通信所历经的天线)或一个或多个天线阵(如AP1与GT1(移动终端MT1和MT2构成的)通信所历经的天线)或一个或多个单天线和天线阵的混合天线阵(如AP1与GT3(移动终端MT5和MT6构成的)通信所历经的天线)与AP通信。
上面描述了所发明基于广义分布式天线的虚拟多入多出系统构造方法。本发明所提出的基于广义分布式天线虚拟MIMO系统能显著提高无线链路容量。
权利要求
1.一种基于广义分布式天线构建虚拟多入多出系统的方法，所述方法包括步骤(1)在广义分布式天线无线环境下，多个移动终端之间不经过接入点而直接进行通信，并且这些移动终端中的任何一个和与其相邻的移动终端构成群终端；(2)所述群终端通过接入点内部包含的一个或多个分离天线与所述接入点进行通信，从而所述接入点和所述群终端构成一个虚拟多入多出系统。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述群终端中的任何一个移动终端借助其所在群终端中的其他移动终端的天线与所述接入点进行通信。
3.根据权利要求1所述的方法，其中构成所述群终端的这些移动终端以传统蜂窝无线通信方式与所述接入点进行通信。
4.根据权利要求1所述的方法，其中构成所述群终端的这些移动终端是移动台。
5.根据权利要求1所述的方法，其中构成所述群终端的这些移动终端是同时支持蜂窝接口和其他无线接口的多模工作方式的设备。
6.根据权利要求1所述的方法，其中构成所述群终端的这些移动终端采用单天线。
7.根据权利要求1所述的方法，其中构成所述群终端的这些移动终端采用多天线。
8.根据权利要求1所述的方法，其中构成所述群终端的这些移动终端支持自组织组网方式。
9.根据权利要求1所述的方法，其中构成所述群终端的这些移动终端通过中距离和短距离无线通信传输方式进行直接通信。
10.根据权利要求9所述的方法，其中构成所述群终端的这些移动终端通过无线局域网技术、超宽带无线传输方式或者蓝牙技术进行直接通信。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述群终端与所述接入点的通信包括步骤所述群终端中包含的移动终端通过所述接入点中包含的一个或多个单天线与所述接入点进行通信。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述群终端与所述接入点的通信包括步骤所述群终端中包含的移动终端通过所述接入点中包含的一个或多个天线阵与所述接入点进行通信。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述群终端与所述接入点的通信包括步骤所述群终端中包含的移动终端通过所述接入点中包含的一个或多个单天线和天线阵的混合天线阵与所述接入点进行通信。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述广义分布式天线无线环境是蜂窝无线环境。
全文摘要
本发明提供了一种基于广义分布式天线构建虚拟多入多出系统的方法，所述方法包括步骤(1)在广义分布式天线无线环境下，多个移动终端之间不经过接入点而直接进行通信，并且这些移动终端中的任何一个和与其相邻的移动终端构成群终端；(2)所述群终端通过接入点内部包含的一个或多个分离天线与所述接入点进行通信，从而所述接入点和所述群终端构成一个虚拟多入多出系统。
文档编号H04B7/04GK1671074SQ20051006994
公开日2005年9月21日 申请日期2005年5月11日 优先权日2005年5月11日
发明者陶小峰, 张平, 崔琪楣, 唐超, 徐晓东, 徐瑨, 张月霞 申请人:北京邮电大学