使用多個轉(zhuǎn)發(fā)器和泄漏電纜的室外室內(nèi)mimo通信系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于與位于諸如建筑物等物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的用戶設(shè)備進行通信的無線室外室內(nèi)多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)。MIMO通信系統(tǒng)包括具有至少兩個節(jié)點天線的節(jié)點和至少兩個室外室內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器，其中，節(jié)點配置用于與至少兩個室外室內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器的視線(LOS)無線MIMO進行通信，并且轉(zhuǎn)發(fā)器適用于與節(jié)點的LOS無線MIMO通信。轉(zhuǎn)發(fā)器各具有在物理結(jié)構(gòu)外提供的用于與節(jié)點進行LOSMIMO通信的至少一個轉(zhuǎn)發(fā)器天線，并且各具有在物理結(jié)構(gòu)內(nèi)提供的用于與位于物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的用戶設(shè)備進行室內(nèi)MIMO通信的至少一個泄漏電纜。轉(zhuǎn)發(fā)器被提供在相同的物理結(jié)構(gòu)上外部并且適當(dāng)間隔開，并且提供每個轉(zhuǎn)發(fā)器的每個泄漏電纜，使得它們在物理結(jié)構(gòu)中的相同室內(nèi)空間提供相同室內(nèi)覆蓋。
【專利說明】使用多個轉(zhuǎn)發(fā)器和泄漏電纜的室外室內(nèi)MIMO通信系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)領(lǐng)域，并且具體地說，涉及用于與位于諸如建筑物等物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的用戶設(shè)備進行通信的室外室內(nèi)多輸入多輸出(MMO)通信系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]無線通信中大部分的現(xiàn)在的業(yè)務(wù)負(fù)載來自諸如辦公室建筑、購物商場、咖啡店和飯館等物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的用戶。由于例如在通信信號通過建筑物的墻壁傳播時發(fā)生的穿透損耗原因，從外部基站為這些室內(nèi)用戶提供良好覆蓋、高比特率和具譜效率的通信極具挑戰(zhàn)。
[0003]用于增強建筑物內(nèi)通信信號的熟知解決方案是使用室外室內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器。室外室內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器具有放置在建筑物外部上的拾取天線(pickup antenna),拾取天線經(jīng)雙向功率放大器連接到放置在建筑物內(nèi)部上的施主(donor)天線。因此，來自基站的信號由信號電平高的建筑物的外部上的拾取天線接收，并且隨后信號在建筑物內(nèi)由施主天線重新輻射，并且由此避免穿透損耗。類似地，來自建筑物內(nèi)諸如移動電話和便攜式計算機設(shè)備等用戶設(shè)備(UE)的通信信號由位于建筑物內(nèi)的施主天線接收，并且由建筑物外部上的拾取天線重新輻射。一般情況下，建筑物的外部上轉(zhuǎn)發(fā)器的拾取天線放置在基站天線的視線(LOS)中以確保良好的鏈路質(zhì)量。
[0004]無線通信系統(tǒng)中改進譜效率的熟知方式是利用多輸入多輸出(MMO)通信系統(tǒng)。假設(shè)傳送器和接收器均使用多于一個天線(例如，#個傳送天線和#個接收天線)，并且在不同傳送與接收天線對之間的信道具有類似功率，并且能夠形成正交，則可能實現(xiàn)大約Jiiin(MK)的譜效率增益。為允許經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)器進行通信的室內(nèi)用戶從MMO增益中完全受益，需要至少與在基站的天線一樣多的轉(zhuǎn)發(fā)器天線。
[0005]室外室內(nèi)MMO轉(zhuǎn)發(fā)器確保良好的室內(nèi)覆蓋，這暗示著高信號強度。然而，室內(nèi)覆蓋一般受限于通常與轉(zhuǎn)發(fā)器本身在同一位置的轉(zhuǎn)發(fā)器施主天線的鄰近。此外，如上所提及的一樣，在基站與轉(zhuǎn)發(fā)器拾取天線之間通常有LOS以便確保用于所需通信信號的良好鏈路質(zhì)量，并且在【技術(shù)領(lǐng)域】中眾所周知的是，由于空間分隔的天線將遇到高相關(guān)，因此在LOS環(huán)境中難以實現(xiàn)超過秩2的MIMO信道。在LOS環(huán)境中實現(xiàn)足夠低的相關(guān)可能要求轉(zhuǎn)發(fā)器天線元素的極大的空間分隔，這可能難以使得室內(nèi)施主天線與轉(zhuǎn)發(fā)器和拾取天線在同一位置。在例如與更靠近施主天線之一的用戶設(shè)備進行通信時，具有不在同一位置的施主天線能夠?qū)е略谑┲魈炀€之間嚴(yán)重的功率不平衡，這又將導(dǎo)致更低的MMO增益。
[0006]因此，極其渴望找到提供良好室內(nèi)覆蓋和高比特率與具譜效率的通信的的方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于以上描述，因此，本發(fā)明的一方面是提供一種無線通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)尋求單獨或以任何組合方式減輕、緩和或消除【技術(shù)領(lǐng)域】中一個或多個上述缺陷和缺點。
[0008]本發(fā)明的第一方面涉及一種用于與位于物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的用戶設(shè)備進行通信的無線MIMO通信系統(tǒng)，包括:適用于無線MMO通信、具有至少兩個節(jié)點天線的節(jié)點，其中，所述節(jié)點還配置用于通過第一無線電信道與至少兩個室外室內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器進行LOS無線MMO通信；以及至少兩個室外室內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器，適用于通過所述第一無線電信道與所述節(jié)點進行LOS MIMO通信，其中，所述轉(zhuǎn)發(fā)器各具有至少一個轉(zhuǎn)發(fā)器天線，被提供在所述物理結(jié)構(gòu)外，用于與所述節(jié)點進行室外LOS MMO通信，其中，所述轉(zhuǎn)發(fā)器各連接到在所述物理結(jié)構(gòu)內(nèi)提供的用于通過第二無線電信道與位于所述物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述用戶設(shè)備進行室內(nèi)MMO通信的至少一個泄漏電纜，其特征在于所述轉(zhuǎn)發(fā)器被提供在相同物理結(jié)構(gòu)上外部并且適當(dāng)間隔開，使得在節(jié)點與轉(zhuǎn)發(fā)器之間的第一無線電信道支持等于轉(zhuǎn)發(fā)器天線的數(shù)量的秩，提供所述至少一個泄漏電纜，使得從每個轉(zhuǎn)發(fā)器提供在所述物理結(jié)構(gòu)中相同內(nèi)部空間的基本上相同室內(nèi)覆蓋，提供所述至少一個泄漏電纜，使得在轉(zhuǎn)發(fā)器與位于所述物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的用戶設(shè)備之間的所述第二無線電信道支持等于轉(zhuǎn)發(fā)器天線的數(shù)量的秩。這樣，能夠以具成本效益方式向從建筑物內(nèi)以無線方式進行通信的用戶提供極佳的室內(nèi)覆蓋和高比特率與具譜效率的通信。
[0009]無線通信系統(tǒng)中的第一無線電信道和所述第二無線電信道還可以是相同的無線電信道。
[0010]無線通信系統(tǒng)中的節(jié)點天線和轉(zhuǎn)發(fā)器天線還可以是雙極化天線。這樣，極化分集能夠用于進一步擴展無線通信系統(tǒng)的容量。
[0011]無線通信系統(tǒng)中的泄漏電纜還可以是雙極化泄漏電纜。這樣，極化分集能夠用于進一步擴展無線通信系統(tǒng)的容量。
[0012]無線通信系統(tǒng)中每個轉(zhuǎn)發(fā)器的泄漏電纜的數(shù)量還可以與每個轉(zhuǎn)發(fā)器的轉(zhuǎn)發(fā)器天線的數(shù)量相同。
[0013]無線通信系統(tǒng)中的第一轉(zhuǎn)發(fā)器和第二轉(zhuǎn)發(fā)器還可共享至少一個泄漏電纜，以及其中，所述第一轉(zhuǎn)發(fā)器可在一端饋入所述共享的至少一個泄漏電纜，并且所述第二轉(zhuǎn)發(fā)器可在另一端饋入所述共享的至少一個泄漏電纜。這樣，泄漏電纜的數(shù)量能夠減半。
[0014]無線通信系統(tǒng)中的第一轉(zhuǎn)發(fā)器還可與第二轉(zhuǎn)發(fā)器共享至少一個泄漏電纜，并且可與第三轉(zhuǎn)發(fā)器共享至少另一泄漏電纜，其中，所述第一轉(zhuǎn)發(fā)器可在一端饋入所述共享的至少一個泄漏電纜，并且所述第二轉(zhuǎn)發(fā)器可在另一端饋入所述共享的至少一個泄漏電纜，以及其中，所述第一轉(zhuǎn)發(fā)器可在一端饋入所述共享的至少另一泄漏電纜，并且所述第三轉(zhuǎn)發(fā)器可在另一端饋入所述共享的至少另一泄漏電纜。這樣，泄漏電纜的數(shù)量能夠減半。
[0015]無線通信系統(tǒng)中的至少四個轉(zhuǎn)發(fā)器還可與另一轉(zhuǎn)發(fā)器共享至少一個泄漏電纜，以及經(jīng)連接以形成與另一轉(zhuǎn)發(fā)器共享至少一個泄漏電纜的轉(zhuǎn)發(fā)器的線性菊花鏈。這樣，泄漏電纜的數(shù)量能夠減半。
[0016]上述本發(fā)明的第一方面的任何特征可以可能的任何方式組合以形成本發(fā)明的不同實施例。
[0017]本發(fā)明的第二方面涉及一種用于在位于物理結(jié)構(gòu)外的節(jié)點與位于所述物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的用戶設(shè)備之間提供無線MMO通信的方法，方法包括:配置所述節(jié)點用于與在所述物理結(jié)構(gòu)外提供的至少兩個室外室內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器進行LOS無線MMO通信，配置位于所述物理結(jié)構(gòu)外的每個所述室外室內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器上的至少一個轉(zhuǎn)發(fā)器天線用于與所述節(jié)點進行室外LOS MIMO通信，配置位于所述物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的每個所述室外室內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器上的至少一個泄漏電纜用于通過第二無線電信道與位于所述物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的內(nèi)部空間中的所述用戶設(shè)備進行室內(nèi)MMO通信，其特征在于提供在相同物理結(jié)構(gòu)上外部并且適當(dāng)間隔開的所述轉(zhuǎn)發(fā)器，使得在節(jié)點與轉(zhuǎn)發(fā)器之間的第一無線電信道支持等于轉(zhuǎn)發(fā)器天線的數(shù)量的秩，提供所述至少一個泄漏電纜，使得從每個轉(zhuǎn)發(fā)器提供在所述物理結(jié)構(gòu)中相同內(nèi)部空間的基本上相同室內(nèi)覆蓋，以及提供所述至少一個泄漏電纜，使得在轉(zhuǎn)發(fā)器與位于所述物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的用戶設(shè)備之間的所述第二無線電信道支持等于轉(zhuǎn)發(fā)器天線的數(shù)量的秩。
[0018]方法可還包括配置所述節(jié)點天線和所述轉(zhuǎn)發(fā)器天線用于雙極化通信的步驟。
[0019]方法可還包括配置所述泄漏電纜用于雙極化通信的步驟。
[0020]方法可還包括配置所述每個轉(zhuǎn)發(fā)器以包括與轉(zhuǎn)發(fā)器天線的數(shù)量相同數(shù)量的泄漏電纜的步驟。
[0021]方法可還包括配置第一轉(zhuǎn)發(fā)器和第二轉(zhuǎn)發(fā)器共享至少一個泄漏電纜，以及其中，所述第一轉(zhuǎn)發(fā)器適用于在一端饋入所述共享的至少一個泄漏電纜，并且所述第二轉(zhuǎn)發(fā)器適用于在另一端饋入所述共享的至少一個泄漏電纜。
[0022]方法可還包括配置第一轉(zhuǎn)發(fā)器以與第二轉(zhuǎn)發(fā)器共享至少一個泄漏電纜，以及與第三轉(zhuǎn)發(fā)器共享至少另一泄漏電纜的步驟，其中，所述第一轉(zhuǎn)發(fā)器適用于在一端饋入所述共享的至少一個泄漏電纜，并且所述第二轉(zhuǎn)發(fā)器適用于在另一端饋入所述共享的至少一個泄漏電纜，以及其中，所述第一轉(zhuǎn)發(fā)器還適用于在一端饋入所述共享的至少另一泄漏電纜，并且所述第三轉(zhuǎn)發(fā)器適用于在另一端饋入所述共享的至少另一泄漏電纜。
[0023]方法可還包括配置至少四個轉(zhuǎn)發(fā)器以與另一轉(zhuǎn)發(fā)器共享至少一個泄漏電纜，以及配置所述至少四個轉(zhuǎn)發(fā)器經(jīng)連接以形成與另一轉(zhuǎn)發(fā)器共享至少一個泄漏電纜的轉(zhuǎn)發(fā)器的線性菊花鏈的步驟。
[0024]上述本發(fā)明的第二方面的任何特征可以可能的任何方式組合以形成本發(fā)明的不同實施例。結(jié)合本發(fā)明的第一方面所述的所有益處可同樣適用于本發(fā)明的第二方面。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]從下面參照附圖的本發(fā)明的一些實施例和變型的詳細(xì)描述中，可明白本發(fā)明的其它目的、特性和優(yōu)點，其中，本發(fā)明的一些實施例或變型將參照附圖更詳細(xì)地描述，其中:
圖1a根據(jù)本發(fā)明的一實施例，示出采用多個MMO轉(zhuǎn)發(fā)器和泄漏電纜、用于與位于物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的用戶設(shè)備進行通信的無線室外室內(nèi)MMO通信系統(tǒng)的框圖；以及
圖1b根據(jù)本發(fā)明的一實施例，示出采用帶有雙極化的多個MMO轉(zhuǎn)發(fā)器和泄漏電纜、用于與位于物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的用戶設(shè)備進行通信的無線室外室內(nèi)MMO通信系統(tǒng)的框圖；以及圖2根據(jù)本發(fā)明的一實施例，示出采用共享泄漏電纜的兩個轉(zhuǎn)發(fā)器、用于與位于物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的用戶設(shè)備進行通信的無線室外室內(nèi)MMO通信系統(tǒng)的框圖；以及
圖3a根據(jù)本發(fā)明的一實施例，示出采用共享泄漏電纜、使用雙極化的兩個轉(zhuǎn)發(fā)器、用于與位于物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的用戶設(shè)備進行通信的無線室外室內(nèi)MMO通信系統(tǒng)的框圖；以及圖3b根據(jù)本發(fā)明的一實施例，示出采用與相鄰轉(zhuǎn)發(fā)器共享泄漏電纜的幾個轉(zhuǎn)發(fā)器、用于與位于物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的用戶設(shè)備進行通信的無線室外室內(nèi)MMO通信系統(tǒng)的框圖；以及圖4示出可采用本發(fā)明的典型無線通信情形；以及圖5a-5f示出描述本發(fā)明的不同實施例和變型的多個流程圖。
【具體實施方式】[0026]下面將參照示出本發(fā)明的實施例的附圖，更全面地描述本發(fā)明的實施例。然而，本發(fā)明可體現(xiàn)為許多不同的形式，因而不應(yīng)視為限于本文所述的實施例。相反，這些實施例的提供使本公開內(nèi)容將變得詳盡和完整，并且將向本領(lǐng)域的技術(shù)人員完全傳達(dá)本發(fā)明的范圍。類似的標(biāo)號表示整個描述中類似的元素。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一實施例，提供良好的室內(nèi)覆蓋及高比特率和具譜效率的通信的方式是利用無線室外室內(nèi)MMO通信系統(tǒng)100。圖1所示無線室外室內(nèi)MMO通信系統(tǒng)100包括適用于進行無線MMO通信的至少(如圖中的點所示)兩個節(jié)點天線102和節(jié)點101。術(shù)語“節(jié)點”將在本發(fā)明的不同實施例和變型的描述通篇中使用，并且應(yīng)理解為包括任何類型的無線通信重新分發(fā)點(如基站)或端點(如用戶設(shè)備)。節(jié)點101可還配置用于通過第一無線電信道112與至少兩個室外室內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器103、105、107進行視線(LOS) MMO通信。在變型中，節(jié)點101也可配置用于通過第一無線電信道與所述轉(zhuǎn)發(fā)器103、105、107進行非LOSMIMO通信。
[0028]圖1中的室外室內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器103、105、107可適用于通過第一無線電信道112與具有至少兩個節(jié)點天線102的至少一個節(jié)點101進行LOS MIMO通信和/或非LOS MIMO通信。每個轉(zhuǎn)發(fā)器103、105、107可具有適用于通過第一無線電信道112從所述節(jié)點101接收通信信號和向所述節(jié)點101傳送通信信號的至少一個轉(zhuǎn)發(fā)器天線104、106、108。室外室內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器103、105、107及其轉(zhuǎn)發(fā)器天線104、106、108通常放置在轉(zhuǎn)發(fā)器要提供室內(nèi)覆蓋的物理結(jié)構(gòu)上或其附近。通常，轉(zhuǎn)發(fā)器天線104、106、108放置或安裝在轉(zhuǎn)發(fā)器附近的物理結(jié)構(gòu)110的外墻、外觀上，以便最小化電纜損耗和降低安裝成本，并且一般在所述節(jié)點天線102的LOS中以便最大化通過第一無線電信道112在天線102、104、106、108之間傳送的通信信號的信號強度。
[0029]物理結(jié)構(gòu)110可以是任何類型的人造結(jié)構(gòu)，如具有不同大小和形狀的幾個內(nèi)部空間(如房間、走廊等)的多層建筑物到象只包含一個內(nèi)部空間(一個房間)的建筑物等小房子。術(shù)語物理結(jié)構(gòu)110也應(yīng)理解為包括任何人造或任何非人造地下結(jié)構(gòu)，如礦井、洞穴或諸如此類。
[0030]轉(zhuǎn)發(fā)器103、105、107可安裝在物理結(jié)構(gòu)110的外墻或內(nèi)墻(或兩者)上。轉(zhuǎn)發(fā)器103、105、107經(jīng)在物理結(jié)構(gòu)110的外部上安裝的轉(zhuǎn)發(fā)器天線104、106、108與在物理結(jié)構(gòu)110的內(nèi)部上安裝的施主天線109之間的雙向功率放大器提供連接。在本發(fā)明的實施例中，在相同物理結(jié)構(gòu)110上的外部提供了適用于通過第一無線電信道112與所述節(jié)點101進行LOS MMO通信并且各具有至少一個轉(zhuǎn)發(fā)器天線104、106、108的至少兩個室外室內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器103、105、107。優(yōu)選的是，轉(zhuǎn)發(fā)器被適當(dāng)間隔開，通常在幾米到最多超過100米的范圍，并且其間隔使得在節(jié)點101與轉(zhuǎn)發(fā)器103、105、107之間的第一無線電信道112支持等于轉(zhuǎn)發(fā)器天線104、106、108的數(shù)量的秩。轉(zhuǎn)發(fā)器之間的分隔距離當(dāng)然將取決于諸如建筑物的大小、具有到節(jié)點101的LOS的可能性等參數(shù)。盡管在LOS環(huán)境中實現(xiàn)，但適當(dāng)空間分隔開轉(zhuǎn)發(fā)器及其轉(zhuǎn)發(fā)器天線大幅降低了它們之間的相關(guān)，并且因此使得支持等于轉(zhuǎn)發(fā)器天線的數(shù)量的秩變得可能。
[0031]施主天線109可使用任何類型的分布式天線系統(tǒng)實現(xiàn)。分布式天線系統(tǒng)(DAS) —般是連接到諸如轉(zhuǎn)發(fā)器103、105、107等共同源的空間分隔天線節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)，其經(jīng)無線電信道(在此情況下為第二無線電信道)在所述物理結(jié)構(gòu)110內(nèi)的內(nèi)部空間內(nèi)提供無線服務(wù)。DAS的示例是所謂的泄漏電纜。泄漏電纜通常定義為絕緣電纜(通常是屏蔽同軸電纜)，帶有通過絕緣的開口或槽，允許沿其長度傳輸?shù)耐ㄐ判盘栆允芸胤绞桨l(fā)出到周圍緊鄰的環(huán)境中。泄漏電纜也在文獻(xiàn)中稱為輻射電纜或漏波槽天線。下文泄漏電纜在申請文本中用于例示本發(fā)明的實施例和變型。然而，本發(fā)明不只限于泄漏電纜的使用，而是實際上能夠使用任何類型的DAS實現(xiàn)。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的實施例，實現(xiàn)了至少兩個轉(zhuǎn)發(fā)器103、105、107，各帶有在物理結(jié)構(gòu)110內(nèi)提供的適用于通過第二無線電信道113與位于所述物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的用戶設(shè)備(UE) 111進行室內(nèi)MMO通信的至少一個(如圖中點所示)泄漏電纜109。提供泄漏電纜109，使得在轉(zhuǎn)發(fā)器103、105、107與位于所述物理結(jié)構(gòu)110內(nèi)的用戶設(shè)備111之間的所述第二無線電信道113支持等于轉(zhuǎn)發(fā)器天線104、106、108的數(shù)量的秩。UE 111可以是能夠進行無線通信的任何類型的設(shè)備，如移動電話和計算機設(shè)備(即，膝上型計算機、臺式計算機、平板計算機(pad)等)。UE 111可以在物理結(jié)構(gòu)110中所述內(nèi)部空間中是固定的，或者它可以能夠在物理結(jié)構(gòu)110內(nèi)不同內(nèi)部空間之間移動(B卩，移動型)。UE 111可適用于或不適用于通過第二無線電信道113與泄漏電纜109進行MMO通信。提供每個轉(zhuǎn)發(fā)器103、105、107的每個泄漏電纜109，使得它們提供在所述物理結(jié)構(gòu)111中基本上相同內(nèi)部空間的基本上相同的統(tǒng)一室內(nèi)覆蓋。術(shù)語“基本上”應(yīng)理解為表示“完全相同”和“接近但不完全相同”，這是因為現(xiàn)實中將難以由兩個物理電纜(即使相互疊加放置)實現(xiàn)內(nèi)部空間的完全相同覆蓋。通過采用覆蓋基本上相同內(nèi)部空間的泄漏電纜，實際上避免了在帶有普通施主天線的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)置中將發(fā)生的MIMO信道中的功率不平衡。使用泄漏電纜的另一益處是與覆蓋以Ι/r2倍數(shù)或更快下降的傳統(tǒng)點源天線相比，它們在其實現(xiàn)以覆蓋的內(nèi)部空間中提供了更均勻的覆
至JHL ο
[0033]對于本文中所述本發(fā)明的每個實施例和變型，以下原理成立:轉(zhuǎn)發(fā)器被提供在相同物理結(jié)構(gòu)Iio上外部并且適當(dāng)間隔開，使得在節(jié)點101與轉(zhuǎn)發(fā)器103、105、107之間的第一無線電信道112支持等于轉(zhuǎn)發(fā)器天線104、106、108的數(shù)量的秩，以及提供泄漏電纜109，使得在轉(zhuǎn)發(fā)器103、105、107與位于所述物理結(jié)構(gòu)110內(nèi)的用戶設(shè)備111之間的所述第二無線電信道113支持等于轉(zhuǎn)發(fā)器天線104、106、108的數(shù)量的秩。
[0034]視系統(tǒng)的設(shè)置和設(shè)備的選擇而定，上面提及的第一無線電信道和第二無線電信道可以是不同的無線電信道，或者它們可以是相同的信道。
[0035]通過采用如上結(jié)合圖1的描述所述的無線室外室內(nèi)MMO通信系統(tǒng)100，本發(fā)明的目的將得以滿足，表現(xiàn)在通信系統(tǒng)100從室外基站為室內(nèi)用戶提供良好的覆蓋、高比特率和具譜效率的通信。明顯的是，使用所述通信系統(tǒng)100時，與具有帶在同一位置的拾取天線的轉(zhuǎn)發(fā)器的傳統(tǒng)方式相比，以及與帶有不在同一位置的施主天線的轉(zhuǎn)發(fā)器相比，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的MMO秩。本發(fā)明組合了適當(dāng)間隔的轉(zhuǎn)發(fā)器天線和覆蓋基本上相同內(nèi)部空間的室內(nèi)泄漏電纜，它們將一起以高概率在大面積內(nèi)提供極佳的更高階MMO室內(nèi)覆蓋。本發(fā)明的另一優(yōu)點是它與室外室內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器組合，改進了用于多流傳送的情況的信道秩。這將增大用于經(jīng)此類轉(zhuǎn)發(fā)器與室外基站通信的室內(nèi)用戶的空間復(fù)用增益，并且除其它之外還產(chǎn)生改進的用戶比特率。由于大部分高數(shù)據(jù)率用戶當(dāng)前是且預(yù)期(也在將來)是室內(nèi)用戶，因此，此類改進特別合乎需要。因此，本發(fā)明的目的因而得以滿足。
[0036]圖1b示出結(jié)合圖1所述實施例的變型。在變型中，圖1b所示無線室外室內(nèi)MMO通信系統(tǒng)120包括具有兩個雙極化節(jié)點天線的節(jié)點121，節(jié)點適用于與具有雙極化轉(zhuǎn)發(fā)器天線124、126的在物理結(jié)構(gòu)127上適當(dāng)分隔安裝的兩個轉(zhuǎn)發(fā)器123、125進行無線LOS MIMO通信。每個轉(zhuǎn)發(fā)器123、125連接到覆蓋物理結(jié)構(gòu)127中基本上相同內(nèi)部空間的泄漏電纜128。泄漏電纜128可以是或不是雙極化泄漏電纜。泄漏電纜128配置成與所述物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的UE 129進行通信。圖1b所示通信系統(tǒng)不限于使用只帶有兩個雙極化節(jié)點天線的節(jié)點和各采用一個雙極化轉(zhuǎn)發(fā)器天線和一個泄漏電纜的兩個轉(zhuǎn)發(fā)器，而是可擴展成采用幾個節(jié)點天線(雙偏或非雙極化)和具有多個轉(zhuǎn)發(fā)器天線(雙極化或非雙極化)和泄漏電纜(雙極化或非雙極化)的幾個轉(zhuǎn)發(fā)器。采用雙極化天線122、124、126和/或雙極化泄漏電纜128的主要益處在于通信系統(tǒng)的容量可以從2乘2 MIMO系統(tǒng)擴展到4乘4 MIMO系統(tǒng)。
[0037]圖2示出本發(fā)明仍有的另一變型。圖2所示無線室外室內(nèi)2乘2 MIMO通信系統(tǒng)200包括具有兩個節(jié)點天線202的節(jié)點201，節(jié)點適用于與各具有一個轉(zhuǎn)發(fā)器天線204、206的在物理結(jié)構(gòu)207上適當(dāng)分隔安裝的兩個轉(zhuǎn)發(fā)器203、205進行無線LOS MMO通信。在上面的前面所述通信系統(tǒng)100、120與圖2中的通信系統(tǒng)200之間的差別是兩個轉(zhuǎn)發(fā)器(第一轉(zhuǎn)發(fā)器203和第二轉(zhuǎn)發(fā)器205)利用和共享相同泄漏電纜208。第一轉(zhuǎn)發(fā)器203在一端饋入共享的泄漏電纜208，并且第二轉(zhuǎn)發(fā)器205在另一端饋入共享的泄漏電纜。在此情況下，使得泄漏電纜208支持兩種傳播模式，電纜的每個方向一種模式。典型的泄漏電纜相對于電纜以某個角度輻射，其中，角度能夠有從小(電纜沿電纜的方向輻射，所謂的“耦合模式”)到大(電纜主要從偏離電纜的方向輻射，所謂的“輻射模式”)的范圍。確切的角度隨電纜設(shè)計(如開口之間的間距)和使用的頻率變化。通過在任一端的一個天線端口饋入的泄漏電纜因此是某種類型的多模式天線，并且將能夠從天線模式分集的使用支持去往和來自UE 209的雙流傳送。采用共享的泄漏電纜的益處是只需要使用半數(shù)的泄漏電纜，并且因此材料和安裝成本均得以降低。另一益處也是“兩個天線”覆蓋完全相同的內(nèi)部空間。
[0038]通過將另外的空間分隔的泄漏電纜308和/或雙極化泄漏電纜和轉(zhuǎn)發(fā)器303、305一起使用，轉(zhuǎn)發(fā)器303、305將雙極化天線用于與采用雙極化天線的節(jié)點301進行通信，圖3a所示本發(fā)明的變型可從2乘2 MIMO通信系統(tǒng)200擴展到4乘4 MIMO通信系統(tǒng)300。在此情況下，只要求每對轉(zhuǎn)發(fā)器天線端口 一個泄漏電纜。
[0039]如圖3b所示，通過讓幾個轉(zhuǎn)發(fā)器與相鄰轉(zhuǎn)發(fā)器共享泄漏電纜，可進一步擴展圖3a所示的MMO通信系統(tǒng)300。通過采用帶有多個雙極化天線312的節(jié)點311和具有雙極化轉(zhuǎn)發(fā)器天線的多個轉(zhuǎn)發(fā)器313、314、315 (經(jīng)連接以便形成與相鄰轉(zhuǎn)發(fā)器共享至少一個泄漏電纜317的轉(zhuǎn)發(fā)器313、314、315的線性菊花鏈(daisy chain))，可進一步擴展圖3b中MMO通信系統(tǒng)310的容量。
[0040]圖4示出描述在位于物理結(jié)構(gòu)外的節(jié)點與位于所述物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的用戶設(shè)備之間提供LOS無線MMO通信400的方法中的主要步驟的流程圖。方法包括以下步驟:
I)配置401所述節(jié)點用于與在所述物理結(jié)構(gòu)外提供的至少兩個室外室內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器進行LOS無線MMO通信；
II)配置402位于所述物理結(jié)構(gòu)外的每個所述室外室內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器上的至少一個轉(zhuǎn)發(fā)器天線用于與所述節(jié)點進行室外LOS MIMO通信；以及
III)配置403位于所述物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的每個所述室外室內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器上的至少一個泄漏電纜用于與位于所述這物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述用戶設(shè)備進行室內(nèi)MMO通信， IV)提供404在相同物理結(jié)構(gòu)上外部并且適當(dāng)間隔開的轉(zhuǎn)發(fā)器，使得在節(jié)點與轉(zhuǎn)發(fā)器之間的第一無線電信道支持等于轉(zhuǎn)發(fā)器天線的數(shù)量的秩；以及
V)提供405至少一個泄漏電纜，使得從每個轉(zhuǎn)發(fā)器提供在所述物理結(jié)構(gòu)中相同內(nèi)部空間的基本上相同室內(nèi)覆蓋；以及
VI)提供406至少一個泄漏電纜，使得在所述轉(zhuǎn)發(fā)器與位于所述物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的用戶設(shè)備之間的所述第二無線電信道支持等于轉(zhuǎn)發(fā)器天線的數(shù)量的秩。
[0041]如本發(fā)明的上述實施例中所述，重要的是轉(zhuǎn)發(fā)器被提供在相同物理結(jié)構(gòu)上，但被適當(dāng)間隔開(使得在節(jié)點與轉(zhuǎn)發(fā)器之間的第一無線電信道支持等于轉(zhuǎn)發(fā)器天線的數(shù)量的秩)，可能時使它們間隔有幾米，以及提供每個轉(zhuǎn)發(fā)器的每個泄漏電纜，使得在轉(zhuǎn)發(fā)器與位于所述物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的用戶設(shè)備之間的第二無線電信道支持等于轉(zhuǎn)發(fā)器天線的數(shù)量的秩，以及使得它們提供在所述物理結(jié)構(gòu)中基本上相同內(nèi)部空間的基本上相同的室內(nèi)覆蓋。此方面的示例例如能夠是沿通道中的一面墻布置一個泄漏電纜，并且沿通道中相對的墻上布置另一泄漏電纜。另一種方式將是靠近天花板布置兩個電纜，但要間隔開。
[0042]圖5a到5f示出帶有圖4中流程圖400所述主要方法的六個可選增強或變化的六個流程圖。
[0043]如圖5a中流程圖中所述，方法可選擇性地包括配置501所述節(jié)點天線和所述轉(zhuǎn)發(fā)器天線用于雙極化通信的步驟。
[0044]如圖5b中流程圖中所述，方法可選擇性地包括配置502所述泄漏電纜用于雙極化通信的步驟。此可選步驟優(yōu)選可與圖5a中討論的可選501 —起實現(xiàn)。
[0045]如圖5c中流程圖中所述，方法可選擇性地包括配置503所述每個轉(zhuǎn)發(fā)器以包括與轉(zhuǎn)發(fā)器天線的數(shù)量相同數(shù)量的泄漏電纜。
[0046]如圖5d中流程圖中所述，方法可選擇性地包括配置504第一轉(zhuǎn)發(fā)器和第二轉(zhuǎn)發(fā)器共享至少一個泄漏電纜，以及其中，所述第一轉(zhuǎn)發(fā)器適用于在一端饋入所述共享的至少一個泄漏電纜，并且所述第二轉(zhuǎn)發(fā)器適用于在另一端饋入所述共享的至少一個泄漏電纜。
[0047]如圖5e中流程圖中所述，方法可選擇性地包括配置505第一轉(zhuǎn)發(fā)器以與第二轉(zhuǎn)發(fā)器共享至少一個泄漏電纜，以及與第三轉(zhuǎn)發(fā)器共享至少另一泄漏電纜的步驟，其中，所述第一轉(zhuǎn)發(fā)器適用于在一端饋入所述共享的至少一個泄漏電纜，并且所述第二轉(zhuǎn)發(fā)器適用于在另一端饋入所述共享的至少一個泄漏電纜，以及其中，所述第一轉(zhuǎn)發(fā)器還適用于在一端饋入所述共享的至少另一泄漏電纜，并且所述第三轉(zhuǎn)發(fā)器適用于在另一端饋入所述共享的至少另一泄漏電纜。
[0048]如圖5f中流程圖中所述，方法可選擇性地包括配置506至少四個轉(zhuǎn)發(fā)器以與另一轉(zhuǎn)發(fā)器共享至少一個泄漏電纜，以及配置所述至少四個轉(zhuǎn)發(fā)器經(jīng)連接以形成與另一轉(zhuǎn)發(fā)器共享至少一個泄漏電纜的轉(zhuǎn)發(fā)器的線性菊花鏈的步驟。然而，方法不限于進行形成線性菊花鏈的連接。方法也可允許菊花鏈的“末端”相互連接，以形成與相鄰轉(zhuǎn)發(fā)器共享至少兩個泄漏電纜的轉(zhuǎn)發(fā)器的循環(huán)或封閉菊花鏈。方法也可允許混合與相鄰轉(zhuǎn)發(fā)器共享至少一個泄漏電纜的轉(zhuǎn)發(fā)器的封閉和線性菊花鏈。
[0049]在本文使用的術(shù)語只用于描述特殊的實施例，并無意限制本發(fā)明。在本文使用時，除非上下文有明確指示，否則，單數(shù)形式還將包括復(fù)數(shù)形式。還可理解，術(shù)語“包括”在本文使用時用于表示所述特性、整數(shù)、步驟、操作、元素和/或或組件的存在，而不排除存在或添加一個或多個其它特性、整數(shù)、步驟、操作、元素、組件和/或其組合。
[0050]除非另有規(guī)定，否則，本文使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的相同含意。還將理解，除非在本文中有明確定義，否則，本文使用的術(shù)語應(yīng)理解為具有與本說明書和相關(guān)技術(shù)上下文中含意一致的含意，并且不以理想化或過分正式的方式理解。
[0051]前面描述了本發(fā)明的原理、優(yōu)選實施例和操作模式。然而，本發(fā)明應(yīng)視為說明性而不是限制性，并且不應(yīng)視為限于上面討論的特定實施例。本發(fā)明的各種實施例的不同特征能夠在與明確所述的那些組合不同的其它組合中組合。因此，應(yīng)理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可在那些實施例中進行變化而不脫離如隨附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于與位于物理結(jié)構(gòu)(110)內(nèi)的用戶設(shè)備(111)進行通信的無線室外室內(nèi)多輸入多輸出(MMO)通信系統(tǒng)(100)，包括: -節(jié)點(101)，適用于無線MMO通信，具有至少兩個節(jié)點天線(102)，其中所述節(jié)點(101)還配置用于通過第一無線電信道(112)與至少兩個室外室內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器(103，105，107)進行視線(LOS)無線MIMO通信；以及 -至少兩個室外室內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器(103，105，107)，適用于通過所述第一無線電信道(112)與所述節(jié)點(101)進行LOS MMO通信，其中所述轉(zhuǎn)發(fā)器(103，105，107)各具有至少一個轉(zhuǎn)發(fā)器天線(104，106，107)，被提供在所述物理結(jié)構(gòu)(110)外，用于與所述節(jié)點(101)進行室外LOS MMO通信，其中所述轉(zhuǎn)發(fā)器各連接到在所述物理結(jié)構(gòu)(110)內(nèi)提供的用于通過第二無線電信道(113)與位于所述物理結(jié)構(gòu)(110)內(nèi)的內(nèi)部空間中的所述用戶設(shè)備(111)進行室內(nèi)MMO通信的至少一個泄漏電纜(109)， 其特征在于 -所述轉(zhuǎn)發(fā)器(103，105，107)被提供在所述相同物理結(jié)構(gòu)(110)上外部并且適當(dāng)間隔開，使得在所述節(jié)點(101)與所述轉(zhuǎn)發(fā)器(103，105，107)之間的所述第一無線電信道(112)支持等于轉(zhuǎn)發(fā)器天線(10 4，106，108)的數(shù)量的秩， -提供所述至少一個泄漏電纜(109)，使得從每個轉(zhuǎn)發(fā)器(103，105，107)提供在所述物理結(jié)構(gòu)(110)中相同內(nèi)部空間的基本上相同室內(nèi)覆蓋，以及 -提供所述至少一個泄漏電纜(109)，使得在所述轉(zhuǎn)發(fā)器(103，105，107)與位于所述物理結(jié)構(gòu)(110)內(nèi)的用戶設(shè)備(111)之間的所述第二無線電信道(113)支持等于轉(zhuǎn)發(fā)器天線(104，106，108)的數(shù)量的秩。
2.如權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其中所述第一無線電信道(112)和所述第二無線電信道(113)是相同的無線電信道。
3.如前面權(quán)利要求任一項所述的無線通信系統(tǒng)，其中所述節(jié)點天線(102)和所述轉(zhuǎn)發(fā)器天線(104,106,108)是雙極化天線。
4.如前面權(quán)利要求任一項所述的無線通信系統(tǒng)，其中所述泄漏電纜(109)是雙極化泄漏電纜。
5.如前面權(quán)利要求任一項所述的無線通信系統(tǒng)，其中每個轉(zhuǎn)發(fā)器(103，105，107)的泄漏電纜(109)的數(shù)量與每個轉(zhuǎn)發(fā)器(103，105，107)的轉(zhuǎn)發(fā)器天線(104，106，108)的數(shù)量相同。
6.如前面權(quán)利要求任一項所述的無線通信系統(tǒng)，其中第一轉(zhuǎn)發(fā)器(203)和第二轉(zhuǎn)發(fā)器(205)共享至少一個泄漏電纜(208)，以及其中所述第一轉(zhuǎn)發(fā)器(203)在一端饋入所述共享的至少一個泄漏電纜(208)，并且所述第二轉(zhuǎn)發(fā)器(205)在另一端饋入所述共享的至少一個泄漏電纜(208)。
7.如權(quán)利要求1到5任一項所述的無線通信系統(tǒng)，其中第一轉(zhuǎn)發(fā)器(314)與第二轉(zhuǎn)發(fā)器(315)共享至少一個泄漏電纜(317)，并且與第三轉(zhuǎn)發(fā)器(313)共享至少另一泄漏電纜(318)，其中所述第一轉(zhuǎn)發(fā)器(314)在一端饋入所述共享的至少一個泄漏電纜(317)，并且所述第二轉(zhuǎn)發(fā)器(315)在另一端饋入所述共享的至少一個泄漏電纜(317)，以及其中所述第一轉(zhuǎn)發(fā)器(314)在一端饋入所述共享的至少另一泄漏電纜(318)，并且所述第三轉(zhuǎn)發(fā)器(313)在另一端饋入所述共享的至少另一泄漏電纜(318)。
8.如權(quán)利要求7所述的無線通信系統(tǒng)，其中與另一轉(zhuǎn)發(fā)器共享至少一個泄漏電纜的至少四個轉(zhuǎn)發(fā)器經(jīng)連接以形成與另一轉(zhuǎn)發(fā)器共享至少一個泄漏電纜的轉(zhuǎn)發(fā)器的線性菊花鏈(319)。
9.一種用于在位于物理結(jié)構(gòu)外的節(jié)點與位于所述物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的用戶設(shè)備之間提供無線MMO通信的方法(400)，所述方法包括: -配置(401)所述節(jié)點用于通過第一無線電信道與在所述物理結(jié)構(gòu)外提供的至少兩個室外室內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器進行LOS無線MMO通信； -配置(402)位于所述物理結(jié)構(gòu)外的每個所述室外室內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器上的至少一個轉(zhuǎn)發(fā)器天線用于通過所述第一無線電信道與所述節(jié)點進行室外LOS MIMO通信； -配置(403)位于所述物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的每個所述室外室內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器上的至少一個泄漏電纜用于通過第二無線電信道與位于所述物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的內(nèi)部空間中的所述用戶設(shè)備進行室內(nèi)MIMO通信， 其特征在于 -提供(404)在所述相同物理結(jié)構(gòu)上外部并且適當(dāng)間隔開的所述轉(zhuǎn)發(fā)器，使得在所述節(jié)點與所述轉(zhuǎn)發(fā)器之間的所述第一無線電信道支持等于轉(zhuǎn)發(fā)器天線的數(shù)量的秩， -提供(405)所述至少一個泄漏電纜，使得從每個轉(zhuǎn)發(fā)器提供在所述物理結(jié)構(gòu)中相同內(nèi)部空間的基本上相同室內(nèi)覆蓋，以及 -提供(406)所述至少一個泄漏電纜，使得在所述轉(zhuǎn)發(fā)器與位于所述物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的用戶設(shè)備之間的所述第二無線電信道支持等于轉(zhuǎn)發(fā)器天線的數(shù)量的秩。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括配置(501)所述節(jié)點天線和所述轉(zhuǎn)發(fā)器天線用于雙極化通信。
11.如權(quán)利要求9-10所述的方法，還包括配置(502)所述泄漏電纜用于雙極化通信。
12.如權(quán)利要求9-11任一項所述的方法，還包括配置(503)所述每個轉(zhuǎn)發(fā)器以包括與轉(zhuǎn)發(fā)器天線的數(shù)量相同數(shù)量的泄漏電纜。
13.如權(quán)利要求9-12任一項所述的方法，還包括配置(504)第一轉(zhuǎn)發(fā)器和第二轉(zhuǎn)發(fā)器共享至少一個泄漏電纜，以及其中所述第一轉(zhuǎn)發(fā)器適用于在一端饋入所述共享的至少一個泄漏電纜，并且所述第二轉(zhuǎn)發(fā)器適用于在另一端饋入所述共享的至少一個泄漏電纜。
14.如權(quán)利要求9-12任一項所述的方法，還包括配置(505)第一轉(zhuǎn)發(fā)器以與第二轉(zhuǎn)發(fā)器共享至少一個泄漏電纜，以及與第三轉(zhuǎn)發(fā)器共享至少另一泄漏電纜，其中所述第一轉(zhuǎn)發(fā)器適用于在一端饋入所述共享的至少一個泄漏電纜，并且所述第二轉(zhuǎn)發(fā)器適用于在另一端饋入所述共享的至少一個泄漏電纜，以及其中所述第一轉(zhuǎn)發(fā)器還適用于在一端饋入所述共享的至少另一泄漏電纜，并且所述第三轉(zhuǎn)發(fā)器適用于在另一端饋入所述共享的至少另一泄漏電纜。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括配置(506)至少四個轉(zhuǎn)發(fā)器以與另一轉(zhuǎn)發(fā)器共享至少一個泄漏電纜，以及配置所述至少四個轉(zhuǎn)發(fā)器經(jīng)連接以形成與另一轉(zhuǎn)發(fā)器共享至少一個泄漏電纜的轉(zhuǎn)發(fā)器的線性菊花鏈。
【文檔編號】H04W16/26GK103703810SQ201180072669
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月4日
【發(fā)明者】A.尼爾森, H.阿斯普倫德, M.科爾德雷 申請人:瑞典愛立信有限公司