有效使用通信资源的天线系统

技术领域

本公开涉及一种天线系统，其包括第一组天线端口、与第一组天线端口分离的第二组天线端口、以及至少部分地包括第一组天线端口和第二组天线端口中的每一组的第三组天线端口。该天线系统还包括发射机装置和接收机。

背景技术

有源天线系统(AAS)是LTE(长期演进)的重要部分以及是5G的必不可少的部分。AAS是一个通用术语，其通常用于描述包含大量单独的发射机和天线单元的基站，这些发射机和天线单元可以作为集成产品被用于MIMO(多输入多输出)和波束成形。这将是5G的关键方面之一，因为行业转向越来越高的频率，并且需要更复杂的阵列天线几何结构来实现所期望的链路预算。

由于硬件限制，AAS产品的IBW(瞬时带宽)通常低于实际需要/希望。如果运营商可以接入更大的频带或分散的子带，则这可能是一个限制。

一种解决方案是将产品分成两部分。这将实现两个单独的IBW，并且使得使用宽带的不同部分中的频率成为可能。但是，一半的天线尺寸和一半的发送/接收分支数量将使上行链路(UL)预算减少3dB，并且使下行链路(DL)预算减少3dB(相对于一个波束的最大值为6dB)。

由于UE输出功率有限，现有的AAS系统通常受到UL限制，因此UL预算减少3dB可能是一个严重的问题。

因此，需要提供一种没有上述限制的天线系统，特别是没有降低UL性能的天线系统。

发明内容

本公开的一个目的是提供一种天线系统，其有效地处理可用通信资源以利用一个或多个可用带宽。本公开的另一个目的是提供对应的方法和无线通信节点。

借助一种天线系统来实现所述目的，所述天线系统包括：第一组天线端口；第二组天线端口，其与所述第一组天线端口分离；以及第三组天线端口，其至少部分地包括所述第一组天线端口和所述第二组天线端口中的每一组。所述天线系统还包括发射机装置和接收机。所述发射机装置包括：第一发射机，其适于经由所述第一组天线端口通过第一下行链路通信资源来发送信号；以及第二发射机，其适于经由所述第二组天线端口通过第二下行链路通信资源来发送信号。所述接收机适于经由所述第三组天线端口通过第一上行链路通信资源和第二上行链路通信资源来接收信号。每个通信资源限定特定带宽或与特定带宽相关联。

以这种方式，能够支持更大或分散的通信资源，从而降低产品成本。

根据一些方面，至少一个通信资源至少包括频率信道、时隙、以及编码信道中的一个。

这意味着借助本公开支持许多类型的通信资源。

根据一些方面，所述第一发射机适于在第一频带内发送信号，所述第二发射机适于在与所述第一频带至少部分地在频谱上分离的第二频带内发送信号。所述接收机适于在至少包括所述第一频带和所述第二频带的第三频带内接收信号。

根据一些方面，所述天线系统包括：切换组件，其适于将多组天线端口切换到所述发射机装置或所述接收机装置。

这实现了TDD(时分双工)。

根据一些方面，所述第一发射机适于在第一频带内发送信号，所述第二发射机适于在第二频带内发送信号。所述接收机适于在第三频带和第四频带内接收信号，其中，所有所述频带相互在频谱上分离。

根据一些方面，所述天线系统包括：滤波器组件，其适于一方面对所述天线端口之间的信号进行滤波，并且另一方面对所述发射机装置与所述接收机装置之间的信号进行滤波。

这实现了FDD(频分双工)。

根据一些方面，每个频带与对应的瞬时带宽相对应。

根据一些方面，所述天线系统是有源天线系统(AAS)。

这意味着本公开可以被应用于AAS。

根据一些方面，所述天线系统包括：天线装置，所述天线装置又包括第一极化的至少一个天线设备。

根据一些方面，所述天线系统包括：天线装置，所述天线装置又包括与所述第一极化正交的第二极化的至少一个天线设备。

这意味着本公开可以被应用于其中天线装置是单极化或双极化的天线系统。

根据一些方面，每组天线端口包括被连接到所述第一极化的至少一个天线设备的至少一个天线端口和被连接到所述第二极化的至少一个天线设备的至少一个天线端口。不同的天线端口被连接到不同的天线设备。

根据一些方面，所述第一组天线端口包括被连接到第一极化的至少一个天线设备的天线端口，其中，所述第二组天线端口包括被连接到与所述第一极化正交的第二极化的至少一个天线设备的天线端口。不同的天线端口被连接到不同的天线设备。

根据一些方面，所述天线系统包括：天线装置，所述天线装置又包括第一数量行的天线设备和第二数量列的天线设备。

根据一些方面，所述第一组天线端口被连接到第一组列，所述第一组列包括第三数量列，其中，所述第二组天线端口被连接到第二组列，所述第二组列与所述第一组列分离并且包括第四数量列。所述第三组天线端口包括所述第一组天线端口和所述第二组天线端口中的每一组。

以这种方式，形成两个天线子阵列并且它们被并排放置。

根据一些方面，所述第一组天线端口被连接到第一组行，所述第一组行包括第五数量行，所述第二组天线端口被连接到第二组行，所述第二组行与所述第一组行分离并且包括第六数量行。所述第三组天线端口包括所述第一组天线端口和所述第二组天线端口中的每一组。

以这种方式，形成两个天线子阵列，其中，一个天线子阵列被放置在另一个天线子阵列的顶部。

本公开还涉及与上述优点相关联的无线通信节点和方法。

附图说明

现在将参考附图更详细地描述本公开，这些附图是：

图1示意性地示出了无线通信节点；

图2示意性地示出了根据第一示例的天线系统的前视图；

图3示意性地示出了频带位置；

图4示意性地示出了根据第二示例的天线系统的前视图；

图5示意性地示出了频带位置；

图6-7示意性地示出了不同的天线系统装置；

图8示出了根据本公开的方法的流程图；以及

图9示出了根据本公开的一些方面的天线系统。

具体实施方式

现在将在以下参考附图更全面地描述本公开的各方面。但是，本文公开的不同设备、系统、计算机程序和方法可以以许多不同的形式来实现，并且不应被解释为限于本文阐述的各方面。附图中的相同编号始终指相同的元素。

本文使用的术语仅用于描述本公开的各方面，而并非旨在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在同样包括复数形式，除非上下文明确地另有所指。

参考图1，存在包括至少一个天线系统1、1a、1b的无线通信节点26。以下将描述一种这样的天线系统1。

参考图2，存在根据第一示例的被用于无线通信的天线系统1，其中，天线系统1包括：第一组天线端口2；第二组天线端口3，其与第一组天线端口2分离；以及第三组天线端口28，其包括第一组天线端口2和第二组天线端口3中的每一组。该天线系统还包括发射机装置4和接收机5。

根据一些方面，天线系统1包括天线装置27，天线装置27又包括第一极化P1的四个天线设备17、18、19、20和与第一极化P1正交的第二极化P2的四个天线设备21、22、23、24。

根据一些方面，第一组天线端口2包括四个天线端口9、11、13、15，其中每一个天线端口被连接到第一极化P1的对应天线设备17、18、19、20，而第二组天线端口3包括四个其他天线端口10、12、14、16，其中每一个天线端口被连接到第二极化P2的对应天线设备21、22、23、24。不同的天线端口9、10、11、12；13、14、15被连接到不同的天线设备17、18、19、20；21、22、23、24。每组天线端口因此被连接到对应的极化P1、P2。

根据本公开，还参考图3并且根据第一示例，发射机装置4包括：第一发射机4a，其适于经由第一组天线端口2在第一频带6内发送信号；以及第二发射机4b，其经由第二组天线端口3在与第一频带6在频谱上分离的第二频带7内发送信号。此外，接收机5适于经由第三组天线端口28在第三频带8内接收信号，其中频带8至少包括第一频带6和第二频带7。这意味着第一发射机4a适于经由第一频带6进行下行链路(DL)传输，第二发射机4b适于经由第二频带进行DL传输，而接收机5适于经由频带6、7两者进行上行链路(UL)传输。

根据一些方面，天线系统1包括切换组件25，切换组件25适于将多组天线端口2、3切换到发射机装置4或接收机装置5。

这使得所有分支能够被用于UL，从而保持上行链路性能。同时，发送分支被分成实现更大的频带或分散的频带的两个部分。当接收机5能够处理比发射机4更多的带宽时，这是可行的。

上面描述的第一示例涉及TDD(时分双工)系统，其中借助切换组件25分配不同的时隙。存在用于实现本公开的其他类型的系统，例如下面将作为第二示例描述的FDD(频分双工)系统。

参考图4，存在天线系统1’，其具有天线装置27，天线装置27包括：两个相互正交的极化P1、P2的天线设备17、18、19、20；21、22、23、24，以及类型与针对第一示例所述相同的多组天线端口2、3、28，其中根据一些方面，多组天线端口2、3、28可以如针对第一示例所述那样被连接。

还参考图5，天线系统1’还包括发射机装置4’和接收机5’。发射机装置4’包括适于在第一频带38内发送信号的第一发射机4a’，而第二发射机4’b适于在第二频带39内发送信号。接收机5’适于在第三频带40和第四频带41内接收信号，其中所有频带38、39、40、41相互在频谱上分离。这意味着存在与第一频带38和第二频带39相对应的两个DL频带。还存在与第三频带40和第四频带41相对应的两个UL频带。

为此，天线系统1’包括：滤波器组件29，其适于一方面对在第一组天线端口2与第二组天线端口3之间的信号进行滤波，并且另一方面对在发射机装置4’与接收机装置5’之间的信号进行滤波。对于每个天线端口9-16，滤波器组件29包括一个滤波器30-37，每个滤波器30-37一方面被连接到对应的天线端口9-16，并且另一方面被连接到发射机装置4’和接收机5’。每个滤波器30-37被布置用于对在用于发射机装置4’的DL频带38、39与用于接收机5’的UL频带40、41之间去往和来自对应天线端口9-16的信号进行滤波。根据一些方面，DL频带38、39被布置为彼此相对靠近或相邻，并且构成公共DL频带。相应地，UL频带40、41被布置为彼此相对靠近或相邻，并且构成公共UL频带。

通常，第一发射机4a、4a’适于经由第一组天线端口2通过第一下行链路通信资源6、38来发送信号，而第二发射机4b、4b’适于经由第二组天线端口3通过第二下行链路通信资源7、39来发送信号。接收机5、5’适于经由第三组天线端口28通过第一上行链路通信资源6、40和第二上行链路通信资源7、41来接收信号，其中，每个通信资源限定特定带宽或与特定带宽相关联。

根据一些方面，至少一个通信资源至少包括频率信道、时隙、以及编码信道中的一个。

以下将讨论根据本公开的天线系统的一些不同类型的实现。这些实现与所使用的通信资源的种类无关。

根据一些其他方面，第一组天线端口2包括天线端口9、10、11、12，天线端口9、10、11、12被连接到第一极化P1的至少一个天线设备17、18、19、20和第二极化P2的至少一个天线设备21、22、23、24。第二组天线端口3包括天线端口13、14、15、16，天线端口13、14、15、16被连接到第二极化P2的至少一个天线设备21、22、23、24和第一极化P1的至少一个天线设备17、18、19、20。不同的天线端口9、10、11、12；13、14、15被连接到不同的天线设备17、18、19、20；21、22、23、24。每组天线端口2、3因此被连接到两个极化。

参考图3和图4，根据一些方面，存在包括天线装置27的天线系统1、1’，天线装置27又包括第一数量n行46、47、48、49的天线设备17、18、19、20；21、22、23、24和第二数量p列42、43、44、45的天线设备17、18、19、20；21、22、23、24。

在图3和图4中，数量n是4，数量p也是4。

根据一些方面，还参考图6，图6示出了基于上述内容的天线系统1a的示例，第一组天线端口2被连接到第一组列42、43，第一组列42、43包括第三数量m1列，其中第二组天线端口3被连接到第二组列44、45，第二组列44、45与第一组列42、43分离并且包括第四数量m2列，其中第三组天线端口28包括第一组天线端口2和第二组天线端口3中的每一组。天线单元在此可以是单极化的或双极化的，在图6中它们被示出为单极化的。在此形成两个天线子阵列#1、#2并且它们被并排放置。

根据一些方面，还参考图7，图7示出了基于上述内容的天线系统1b的另一个示例，第一组天线端口2被连接到第一组行46、47，第一组行46、47包括第五数量n1行，其中第二组天线端口3被连接到第二组行48、49，第二组行48、49与第一组行46、47分离并且包括第六数量n2行，其中第三组天线端口28包括第一组天线端口2和第二组天线端口3中的每一组。天线单元在此可以是单极化的或双极化的，在图7中它们被示出为单极化的。在此形成两个天线子阵列#1、#2，并且其中一个天线子阵列#1被放置在另一个天线子阵列#2的顶部。

如上所述，天线单元因此可以是仅单极化的或双极化的。

根据一些方面，第一组天线端口2中的天线端口数量低于第二组天线端口3中的天线端口数量。

根据一些方面，天线系统1是有源天线系统(AAS)。

根据一些方面，每个频带6、7；38、39、40、41与对应的瞬时带宽(IBW)相对应。

本公开并不限于上述内容，而是可以在所附权利要求书的范围内自由变化。例如，可以存在任何数量的天线端口，但是存在至少两个天线端口。

第三组天线端口28至少部分地包括第一组天线端口2和第二组天线端口3中的每一组。

根据一些方面，通信资源对于每个天线端口9、10、11、12；13、14、15、16是可重配置的。

本公开还涉及一种无线通信节点26，其包括根据上述内容的至少一个天线系统1、1’；1a、1b。

参考图2、图4和图8，本公开涉及一种配置天线系统1、1’的方法，天线系统1、1’使用第一组天线端口2、与第一组天线端口2分离的第二组天线端口3、至少部分地包括第一组天线端口2和第二组天线端口3中的每一组的第三组天线端口28、具有第一发射机4a、4’a和第二发射机4b、4’b的发射机装置4、4’以及接收机5、5’。该方法包括布置S1第一发射机4a、4a’以经由第一组天线端口2通过第一下行链路通信资源6、38来发送信号，以及布置S2第二发射机4b、4b’以经由第二组天线端口3通过第二下行链路通信资源7、39来发送信号。该方法还包括布置S3接收机5、5’以经由第三组天线端口28通过第一上行链路通信资源6、40和第二上行链路通信资源7、41来接收信号，其中，每个通信资源限定特定带宽或与特定带宽相关联。

根据一些方面，至少一个通信资源至少包括频率信道、时隙、以及编码信道中的一个。

参考图2、图4和图9，本公开涉及一种适于被配置的天线系统1、1’。天线系统1、1’包括第一组天线端口2、与第一组天线端口2分离的第二组天线端口3、至少部分地包括第一组天线端口2和第二组天线端口3中的每一组的第三组天线端口28、具有第一发射机4a、4’a和第二发射机4b、4’b的发射机装置4、4’以及接收机5、5’。

该系统还包括：

-第一布置单元X1，其被配置为布置第一发射机4a、4a’以经由第一组天线端口2通过第一下行链路通信资源6、38来发送信号。

-第二布置单元X2，其被配置为布置第二发射机4b、4b’以经由第二组天线端口3通过第二下行链路通信资源7、39来发送信号。

-第三布置单元X3，其被配置为布置接收机5、5’以经由第三组天线端口28通过第一上行链路通信资源6、40和第二上行链路通信资源7、41来接收信号，其中，每个通信资源限定特定带宽或与特定带宽相关联。

通常，本公开涉及一种天线系统1、1’，包括：

-第一组天线端口2，

-第二组天线端口3，其与第一组天线端口2分离，

-第三组天线端口28，其至少部分地包括第一组天线端口2和第二组天线端口3中的每一组，

-发射机装置4、4’，以及

-接收机5、5’。

发射机装置4、4’包括：第一发射机4a、4a’，其适于经由第一组天线端口2借助第一下行链路通信资源6、38来发送信号；以及第二发射机4b、4b’，其适于经由第二组天线端口3借助第二下行链路通信资源7、39来发送信号。接收机5、5’适于经由第三组天线端口28通过第一上行链路通信资源6、40和第二上行链路通信资源7、41来接收信号，其中，每个通信资源限定特定带宽或与特定带宽相关联。

根据一些方面，至少一个通信资源至少包括频率信道、时隙、以及编码信道中的一个。

根据一些方面，第一发射机4a适于在第一频带6内发送信号，第二发射机4b适于在与第一频带6至少部分地在频谱上分离的第二频带7内发送信号，其中，接收机5适于在至少包括第一频带6和第二频带7的第三频带8内接收信号。

根据一些方面，天线系统1包括切换组件25，切换组件25适于将多组天线端口2、3切换到发射机装置4或接收机装置5。

根据一些方面，第一发射机4’a适于在第一频带38内发送信号，而第二发射机4’b适于在第二频带39内发送信号，并且其中，接收机5’适于在第三频带40和第四频带41内接收信号，其中，所有频带38、39、40、41相互在频谱上分离。

根据一些方面，天线系统1’包括滤波器组件29，滤波器组件29适于一方面对在天线端口2、3之间的信号进行滤波并且另一方面对在发射机装置4’与接收机装置5’之间的信号进行滤波。

根据一些方面，天线系统1包括天线装置27，天线装置27又包括第一极化P1的至少一个天线设备17、18、19、20。

根据一些方面，天线系统1包括天线装置27，天线装置27又包括与第一极化P1正交的第二极化P2的至少一个天线设备21、22、23、24。

根据一些方面，每组天线端口2、3包括被连接到第一极化P1的至少一个天线设备17、18、19、20的至少一个天线端口9、11、13、15和被连接到第二极化P2的至少一个天线设备21、22、23、24的至少一个天线端口10、12、14、16，不同的天线端口9、10、11、12；13、14、15被连接到不同的天线设备17、18、19、20；21、22、23、24。

根据一些方面，第一组天线端口2包括被连接到第一极化P1的至少一个天线设备17、18、19、20的天线端口9、10、11、12，其中，第二组天线端口3包括被连接到与第一极化P1正交的第二极化P2的至少一个天线设备21、22、23、24的天线端口13、14、15、16，不同的天线端口9、10、11、12；13、14、15被连接到不同的天线设备17、18、19、20；21、22、23、24。

根据一些方面，天线系统1包括天线装置27，天线装置27又包括第一数量n行46、47、48、49的天线设备17、18、19、20；21、22、23、24和第二数量p列42、43、44、45的天线设备17、18、19、20；21、22、23、24。

根据一些方面，第一组天线端口2被连接到第一组列42、43，第一组列42、43包括第三数量m1列，其中，第二组天线端口3被连接到第二组列44、45，第二组列44、45与第一组列42、43分离并且包括第四数量m2列，其中，第三组天线端口28包括第一组天线端口2和第二组天线端口3中的每一组。

根据一些方面，第一组天线端口2被连接到第一组行46、47，第一组行46、47包括第五数量n1行，其中，第二组天线端口3被连接到第二组行48、49，第二组行48、49与第一组行46、47分离并且包括第六数量n2行，其中，第三组天线端口28包括第一组天线端口2和第二组天线端口3中的每一组。

根据一些方面，通信资源对于每个天线端口9、10、11、12；13、14、15、16是可重配置的。