用于多天线系统的发射器方法、发射器设备及其网络节点的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及经由多天线系统的无线电发射，且更特定来说(但非排他地)，涉及使用不同组的天线元件或不同群组的天线元件的无线电发射。
【背景技术】
[0002]此段落介绍可帮助促进本发明的更好理解的方面。因此，应从这个角度阅读此段落的叙述且不应将其理解为认可现有技术中的内容。
[0003]由大量(例如，20个以上)天线元件组成的所谓的巨型MMO天线阵列被视为解决以指数方式增长的移动数据业务的解决方案。巨型MMO天线阵列中的每一天线元件可被连接到专用低功率收发器(例如，在两位数的毫瓦范围中)，其将对应发射信号提供到天线元件。
[0004]—方面，此类巨型MMO天线阵列提供以位/s/Hz计的大容量。但另一方面，与常规2X2或4X4天线阵列相比，使用专用低功率收发器操作每一天线元件可增大巨型MMO天线阵列的能量消耗。因此，每一低功率收发器中可需要有效信号产生。此背景中的重要度量是总能量效率，其可以(例如)每焦耳(Joule)位测量。
[0005]即使当前数据处理量相当低，巨型MMO天线的操作仍需从所有天线元件发送发射信号以便维持预配置发射模式(小区涵盖)及在小区涵盖的所有位置处实现最小信号强度。
[0006]此外，由于巨型MMO天线阵列不能容易地用于移动站的附接程序(归因于到相应移动站的无线电信道必须经探测以便使基站发射巨型MMO波束的限制)，所以当前希望的巨型MMO部署需要除由巨型MMO天线阵列提供的无线电小区之外的信令小区或重叠小区。
[0007]由于具有电驱动组件(例如DAC(DAC=数/模转换器)、调制器、LO(L0 =本机振荡器)、驱动器、前置放大器、功率放大器等等)的低功率收发器的额外开销能量消耗，所以巨型MMO天线阵列的总能量效率在低负载情况下大幅降低。此类额外开销能量消耗通常在很大程度上与当前输出功率无关。
【发明内容】
[0008]因此，本发明的实施例的目的是提供用于维持较低负载/闲置模式情况下的巨型Mnro天线阵列的无线电小区特性同时增大总能量效率的解决方案及提出用于以成本效益及节能方式操作重叠无线电小区或信令无线电小区(用于传递控制及信息及用于服务基本负载)及巨型MMO无线电小区(用于高负载)的解决方案。
[0009]由用于多天线系统的发射器方法实现所述目的。发射器方法含有以下步骤:通过使用第一发射功率从第一数目个天线元件发射第一发射信号以第一操作模式操作至少一个天线阵列及通过使用大于第一发射功率的至少一个第二发射功率从小于第一数目个天线元件的至少一个第二数目个天线元件发射至少第二发射信号以至少一个第二操作模式操作至少一个天线阵列。
[0010]由用于多天线系统的发射器设备进一步实现所述目的。所述发射器设备含有用于以下操作的构件:通过使用第一发射功率从第一数目个天线元件发射第一发射信号以第一操作模式操作至少一个天线阵列及通过使用大于第一发射功率的至少一个第二发射功率从小于第一数目个天线元件的至少一个第二数目个天线元件发射至少第二发射信号以至少一个第二操作模式操作至少一个天线阵列。
[0011]在实施例中，用于操作至少一个天线阵列的构件可对应于任何操作单元、操作模块等等。因此，在实施例中，用于操作至少一个天线阵列的构件可由发射器子单元组成，且发射器子单元中的每一者可含有用于待发射的数据信号的输入、用于处理数据信号以获得发射信号的若干子单元(例如用于数字信号的振幅调平单元、DAC(DAC =数/模转换器)、具有本机振荡器的调制器、功率放大器、用于控制振幅调平单元及/或功率放大器的增益等等的控制单元)及用于待施加到天线元件或施加到一群组天线元件(其是无源耦合的)的发射信号的输出。在一些实施例中，用于操作至少一个天线阵列的构件可部分根据计算机程序及在其上执行计算机程序的硬件组件(例如DSP(DSP =数字信号处理器)、ASIC(ASIC =专用集成电路)、FPGA(FPGA =现场可编程门阵列)或任何其它处理器)实施。
[0012]由含有发射器设备的网络节点更进一步实现所述目的。网络节点可为(例如)基站或移动站。
[0013]实施例提供在常常不允许有效巨型MMO操作的变化低负载或变化信道条件的情况中提高由巨型MMO天线阵列服务的无线电小区的总能量效率的第一优点。实施例提供由不同操作模式保持与传统基站设备相同的通用无线电涵盖的第二优点。此外，实施例允许移动站附接程序及与巨型MMO操作并行的进一步共用信令程序以用于保证永久且稳定的无线电小区涵盖，且允许从巨型MMO无线电小区的相邻无线电小区的角度来说的稳定且可靠的小区行为。这意味着即使天线元件的数目在巨型MIMO无线电小区的操作期间改变，仍可以永久方式使巨型MMO无线电小区参与到越区移交程序及/或负载平衡程序中。此外，实施例提供避免针对基站中的共同信令的巨型MMO无线电小区及重叠无线电小区的单独硬件装置的进一步优点。
[0014]本发明的实施例的进一步有利特征在附属权利要求中进行定义且在以下详细描述中进行描述。
【附图说明】
[0015]在以下详细描述中将明白且将由通过非限制性说明给定的【附图说明】本发明的实施例。
[0016]图1示意性地展示根据示范性实施例的提供用于无线电小区中的移动站的无线电涵盖的巨型M頂O天线阵列。
[0017]图2示意性地展示根据另一示范性实施例的提供用于无线电小区中的高负载的无线电涵盖的巨型MMO天线阵列，及提供用于信令及无线电小区中的基本负载的无线电涵盖的另一天线阵列。
[0018]图3示意性地展示根据第一示范性实施例的用于以第一MMO操作模式及/或以至少一个第二 M頂O操作模式操作发射器设备的发射器方法的流程图。
[0019]图4示意性地展示根据示范性实施例的天线阵列及含有具有若干发射器子单元的发射器设备的网络节点的框图。
[0020]图5示意性地展示根据第一示范性实施例的用于以第一MHTO操作模式提供第一发射信号或以至少第二 M頂O操作模式提供至少第二发射信号的发射器子单元的框图。
[0021]图6示意性地展示根据第二示范性实施例的用于以第一MMO操作模式及/或以至少一个第二 M頂O操作模式操作发射器设备的发射器方法的流程图。
[0022]图7示意性地展示根据第二示范性实施例的用于以第一MHTO操作模式提供第一发射信号或以至少第二 M頂O操作模式提供至少第二发射信号的发射器子单元的框图。
[0023]图8示意性地展示根据第三示范性实施例的用于以第一MMO操作模式及/或以至少一个第二 M頂O操作模式操作发射器设备的发射器方法的流程图。
[0024]图9示意性地展示根据第三示范性实施例的用于以第一M頂O操作模式提供第一发射信号或以至少第二 M頂O操作模式提供至少第二发射信号的发射器子单元的框图。
[0025]图10展示根据示范性实施例的含有第一频率范围中的具有第一发射功率的第一发射信号及第二频率范围中的具有第二发射功率的第二发射信号的多频带频谱。
[0026]图11示意性地展示根据第四示范性实施例的用于以第一MMO操作模式提供第一发射信号及以至少第二 M頂O操作模式提供至少第二发射信号的发射器子单元的框图。
【具体实施方式】
[0027]描述及图式仅说明本发明的原理。因此，将了解，所属领域的技术人员将能够设计体现本发明的原理且包含于本发明的精神及范围内的各种布置(尽管本文未明确描述或展示所述布置)。此外，本文所叙述的所有实例主要明确希望仅用于教学用途以有助于读者理解本发明的原理及由发明者贡献以促进本领域的概念，且应被解释为不限制于此类明确叙述的实例及条件。此外，本文中叙述本发明的原理、方面及实施例的所有陈述以及其特定实例希望涵盖其效物。
[0028]图1示意性地展示根据示范性实施例的提供用于无线电小区RC中的移动站MS1、MS2、MS3的无线电涵盖的巨型MMO天线阵列AAl。为简化起见，未展示连接到巨型MMO天线阵列AAl的基站。为简化起见，也未展示可位于无线电小区RC中的另外的移动站。
[0029]术语“基站”可被视为同义于及/或是指基收发站、接入点基站、接入点、宏基站、宏小区、微基站、微小区等等且可描述经由一或多个无线电链路提供与一或多个移动站的无线连接的设备。基站可为(例如)LTE节点B(LTE =长期演进)、IEEE 802.1 IWLAN接入点(IEEE=美国电气与电子工程师学会，WLAN =无线局域网)、WiMAX基站(WiMAX =全球微波接入互操作性)等等。
[0030]术语“宏基站”可被视为同义于及/或是指提供具有在数百米到数千米的范围中的大小的无线电小区的基站。宏基站通常具有通常数十瓦特的最大输出功率。
[0031]术语“微基站”可被视为同义于及/或是指提供具有在数十米到数百米的范围中的大小的无线电小区的基站。微基站通常具有通常几瓦特的最大输出功率。
[0032]术语“宏小区”可被视为同义于及/或是指提供所有无线电小区大小的最广范围的无线电小区。宏小区通常出现在乡村地区或公路沿线。
[0033]术语“微小区”可被视为同义于及/或是指由低功率蜂窝式基站服务的蜂窝式网络中的无线电小区，其涵盖例如商城、旅馆或交通枢纽的有限区域(小于宏小区的区域)。微小区是指一个群组的无线电小区，其含有微微小区及毫微微小区。
[0034]术语“微微小区”可被视为同义于及/或是指通常涵盖较小区域(例如建筑物中(办公室、购物商城、火车站、证券交易所等等)，或更近期可指在飞机中)的较小蜂窝式基站。在蜂窝式网络中，微型小区通常用于将涵盖延伸到其中户外信号无法良好到达的室内区域，或增加具有非常密集电话使用的区域(例如火车站)中的网络容量。
[0035]术语“毫微微小区”可被视为同义于及/或是指通常经设计用于家庭或小企业中的较小低功率蜂窝式基站。所述产业中更普及的更广义术语是其中毫微微小区作为子集的较小小区。
[0036]术语“移动站”可被视为同义于且此后可偶尔指代移动单元、移动用户、接入终端、用户设备、订户、用户、远程站等等。移动站MS1、MS2、MS3中的每一者可为(例如)蜂窝式电话、智能电话、便携式计算机、袖珍计算机、手持式计算机、个人数字助理、智能手表、例如智能眼镜(例如谷歌(Google)眼镜)的头戴式显示器或车载移动装置。
[0037]术语“无线电小区”可被视为同义于及/或是指无线电小区、小区、无线电扇区、扇区等等。
[0038]图1中展示的巨型MMO天线阵列AAl含有呈6 X 6布置的36个天线元件。替代地，巨型MMO天线阵列AAl可含有(例如)呈5X5布置的25个天线元件、呈8X5布置(8列及5行)的40个天线元件、呈5 X 10布置(5列及10行)的50个天线元件或呈8X8布置的64个天线元件。当然，本发明可使用具有呈列及行的另外布置的另外数目个天线元件的巨型MMO天线阵列。
[0039]根据另一实施例，可应用根据所描述实施例的具有两个或两个以上操作模式的所谓的用户中心网络。借此，可由一个群组的分布式基站(例如较小小区)的天线系统表示巨型MMO天线阵列。这意味着所述群组的分布式基站的天线系统的天线元件合计达至少一个第一数目个天线元件，或所述群组的分布式基站的单个天线系统的天线元件合计达小于至少一个第一数目个天线元件的至少一个第二数目个天线元件。这进一步意味着所述群组的分布式基站以至少一个第一操作模式协作以获得巨型MMO天线阵列及使用根据所应用的至少一个第一数目个天线元件的至少一个第一发射功率发射第一发射信号，或所述群组的分布式基站中的每一者可仅以至少一个第二操作模式操作且服务相对于巨型MMO天线阵列具有较小数目个天线元件的其自身天线系统，以使用大于第一发射功率的至少一个第二发射功率发射根据所应用的至少一个第二数目个天线元件的第二发射信号。
[0040]在此实例中