專利名稱：點對點電信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了 一種點對點電信系統(tǒng)，其具有經(jīng)電磁波將信息發(fā)射 到第一接收機的第一發(fā)射機。發(fā)射機在多個天線波束上發(fā)射，在所述 波束的至少第一和第二波束上使用第一頻率，所述第一和第二波束包 含不同的信息。
背景技術(shù)：
在諸如蜂窩電話系統(tǒng)等無線電信系統(tǒng)中，經(jīng)常需要將來自例如基 站的信息發(fā)射到系統(tǒng)的更高層。隨著小區(qū)內(nèi)信息傳輸容量的增加，也 將需要大大增加將信息從基站發(fā)射到系統(tǒng)中更高層的容量。將信息從基站中繼到系統(tǒng)中更高層的傳統(tǒng)方法 一直是使用通常在 微波頻率范圍的無線電鏈路進行點對點傳輸。增加無線電鏈路中容量 的常規(guī)方法一直是使用更高階調(diào)制方法和/或使用雙正交極化來傳輸 獨立的信號。與今天通過例如具有28 MHz帶寬的信道等固定帶寬所用的標準 解決方案相比，更高階調(diào)制和雙極化系統(tǒng)既昂貴、對干擾敏感，通常 還不允許容量增加超過4倍。期望容量可能在1 GBps或更大的范圍內(nèi)，這使用現(xiàn)有的解決方 案將涉及幾個28 MHz帶寬信道。這又將導(dǎo)致需要更多頻譜，這在許 多情況下是不可能的，因為頻i普是有限的資源，并且在許多情況下， 運營商無法從頻率管理機構(gòu)得到更多的頻譜。發(fā)明內(nèi)容因此，需要一種解決方案或系統(tǒng)，它將在點對點電信系統(tǒng)中允許比現(xiàn)有解決方案更高的容量傳tr。此種需要通過本發(fā)明得以解決，它公開了 一種點對點電信系統(tǒng)， 其包括經(jīng)電磁波將信息發(fā)射到第 一接收機的第 一發(fā)射機。所述第 一發(fā) 射機在多個天線波束上發(fā)射，在所述波束的至少第一和第二波束上使 用第一頻率。所述第一和第二波束包含不同的信息，并且發(fā)射機與接 收機之間的點對點連接通過位于發(fā)射機與接收機之間的至少第 一中繼 器實現(xiàn)，而第一中繼器用于所述第一波束。在本發(fā)明的另 一 實施例中，該系統(tǒng)可還包括用于在第二波束中將 第 一發(fā)射機連接到第 一接收機的第二中繼器。因此，借助于本發(fā)明，通過使用全都在一個且同一個頻率上但包 含不同信息的多個不同天線波束，可增加傳輸容量，同時不需要比一 個波束更多的頻譜。另外，所謂的MIMO設(shè)備可應(yīng)用到所提出的系統(tǒng)。MIMO多輸 入多輸出通常只用在其它類型的系統(tǒng)和應(yīng)用中，主要是所謂的NLOS 系統(tǒng)，即非^L線系統(tǒng)。所用的電磁波頻率在優(yōu)選實施例中是在微波頻帶上，但其它波長 也是可能的，例如包括光波長。


在下面的說明中，將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明，其中:圖1示出已知通信系統(tǒng)的示例；以及圖2示出根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的示意圖；以及圖3示出在根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)中使用的發(fā)射機；以及圖4示出在發(fā)明系統(tǒng)中使用的發(fā)射站。
具體實施方式
圖1示出傳統(tǒng)無線點對點電信系統(tǒng)100。此處要指出的是，術(shù)語"點 對點"是指其中一個發(fā)射機110與一個對應(yīng)的接收機120通信的系統(tǒng)， 如圖1所示。當(dāng)然，不排除如圖1所示的點對點系統(tǒng)包括通常與第一接收機120 在同一位置的第二發(fā)射機，第二發(fā)射機則將與通常與第一發(fā)射機110 在同一位置的第二接收機通信。在此類系統(tǒng)中，圖1所示的每個單元110、 120則將包括發(fā)射機和接收機。單元110、 120經(jīng)電磁波通信， 該電磁波通常在微波范圍，即，從1 GHz直到60 GHz的頻率，但也 可想象使用其它波長，包括光頻。還是如圖1所示，兩個單元110、 120在一個主波束130中相互 通信?？捎蓤D1中系統(tǒng)使用的典型帶寬為28 MHz,這用常規(guī)調(diào)制方 法將允許155 Mb/s的傳輸率。圖1所示系統(tǒng)以及本發(fā)明的主要應(yīng)用是，將蜂窩電話系統(tǒng)中的無 線電基站連接到電話系統(tǒng)中的更高層。在將來的系統(tǒng)中，將需要高得 多的傳輸率，因而對圖1所示的系統(tǒng)提出了問題。在將來的系統(tǒng)中將 需要的傳輸率示例高達并超過1 Gbps(每秒千兆位)。為了實現(xiàn)傳輸率的增加同時仍使用基本上相同的調(diào)制方法，本發(fā) 明的系統(tǒng)利用可在多個波束即至少第一和第二波束中發(fā)射的發(fā)射天 線。由于波束將被給予一個角距，其將在波束之間實現(xiàn)足夠低級別的 相關(guān)/干擾的事實，可在兩個或所有波束中使用相同的發(fā)射頻率。角 距可以在方位角或仰角上，或在給出期望效果的組合上。雖然波束在方位角上分開，但它們?nèi)詫⒛軌虻竭_點對點系統(tǒng)中的 一個且同一個接收機，因為系統(tǒng)包括至少一個中繼器。圖2中示出了 此類系統(tǒng)200的一個示例系統(tǒng)200是點對點電信系統(tǒng)，它包括經(jīng)電 》茲波將信息發(fā)射到接收機220的發(fā)射機210。發(fā)射機210在多個天線波束上發(fā)射，圖2的示例中示出了兩個天 線波束230、 231。發(fā)射機210在兩個發(fā)射波束230、 231上使用 一個 且同一個發(fā)射頻率，但兩個波束包含不同的發(fā)射信息。通常，將有一 個無線電發(fā)射機帶有用于每個發(fā)射頻率的放大器。發(fā)射機與接收機之間的點對點連接通過位于發(fā)射機與接收機之間 的至少第一中繼器240實現(xiàn)，所述第一中繼器用于所迷波束之一231。因此，如圖2所示，發(fā)射波束之一 230用于發(fā)射機210與接收機 220之間的直接通信，并且其它發(fā)射波束231用于通過中繼器240的 通信。中繼器240可以是無源中繼器或有源中繼器，即，在中繼信號 之前或之時放大信號的中繼器。兩個發(fā)射波束230、 231在方位角和/或仰角上分開有角度a，該 角度足以避免兩個波束之間的干護"從中繼器240反射到接收機220 的發(fā)射波束在圖2中表示為231'還與第一發(fā)射波束230分開有角度 P,該角度也足以避免干擾，并且通過中繼器240的定位實現(xiàn)。雖然系統(tǒng)200描述為包括一個發(fā)射機210和一個接收機220,但 根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)實際上可以為"全雙工"系統(tǒng)，即，連接210-220的 每端包括發(fā)射機和接收機，使得系統(tǒng)包括第一與笫二發(fā)射機和第一與 第二接收機。圖3示出本發(fā)明的一種型式300。系統(tǒng)300與圖2中的系統(tǒng)200 使用相同的基本原理，但發(fā)射機310同時在四個不同的波束330-333 上發(fā)射，并且每個波束經(jīng)單獨的中繼器340-343中繼到接收機320。 波束兩兩分組，330， 331; 332， 333,其中每對波束指向一個主方向， 因此圖3示出了兩個主方向。這樣做只是為了實現(xiàn)期望的角距，也可發(fā)現(xiàn)其它解決方案，諸如 將所有四個波束都指向一個主方向，并且它們之間有一定角距。在圖3中，所有反射波束表示為331'、 332'等。如上所述，中繼器340-343可以為有源或無源中繼器，或者可在 中繼器340-343組合內(nèi)使用無源與有源中繼器的組合。類似于圖2所述的系統(tǒng)，每個波束330-333中的傳輸可以在同一 頻率，以便節(jié)省頻譜。由于使用了四個波束，因此在一個發(fā)射方向上系統(tǒng)300的傳輸容 量在28 MHz帶寬上將為4*(155 Mb/秒)，即620 Mb/秒，而無需增加 帶寬。在此可以看到，在本發(fā)明的系統(tǒng)中，例如圖3的系統(tǒng)中，連接的兩端可即配有發(fā)射機又配有接收機，使得獲得"全雙工"連接，即，在 兩個方向傳輸?shù)南到y(tǒng)。在此類系統(tǒng)中，發(fā)射和接收頻率通過所謂的雙 工距離適當(dāng)分開，這確保了干擾低于預(yù)定級別的傳輸。圖4示出在本發(fā)明系統(tǒng)中使用的發(fā)射站400:巴特勒矩陣450用 于生成圖3所示的四個波束，四個只是一個示例，所用的波束數(shù)量可 或多或少隨意變化。然而，也可使用其它天線設(shè)計，諸如所謂的行波 天線和包括單獨輻射單元的天線。到巴特勒矩陣450的輸入來自四個單獨的無線電鏈， 一個鏈包括 一個發(fā)射機和一個放大器，410、 420、 430、 440，其中每個都生成一 個已調(diào)制的數(shù)據(jù)流。巴特勒矩陣450使用這些輸入生成四個波束460、 470、 480、 490，每個波束包含一個來自無線電發(fā)射機410-440的已 調(diào)制數(shù)據(jù)流。四個波束必須如上所述是充分去相關(guān)的，即，它們之間 具有足夠低程度的干擾。所述程度由所討論的應(yīng)用決定。
權(quán)利要求
1.一種點對點電信系統(tǒng)(200，300)，包括經(jīng)電磁波將信息發(fā)射到第一接收機(220，320)的第一發(fā)射機(210，310)，所述第一發(fā)射機在多個天線波束(230，231；330，331，332，333)上發(fā)射，在所述波束的至少第一和第二波束上使用第一頻率，所述第一和第二波束包含不同的信息，所述系統(tǒng)其特征在于所述發(fā)射機與所述接收機之間的點對點連接通過位于所述發(fā)射機與所述接收機之間的至少第一中繼器(240；340，341，342，343)實現(xiàn)，其中所述第一中繼器(240)用于所述第一波束(231)。
2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(200， 300)，還包括用于在所述第二 波束中將所述第 一發(fā)射機(310)連接到所述第 一接收機(320)的第二中 繼器(340, 341, 342, 343)。
3. 如權(quán)利要求1或2所迷的系統(tǒng)，其中所述電磁波是在微波頻 帶上。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中所述電磁波是在光頻上。
5. 如權(quán)利要求1-4中任一項所述的系統(tǒng)(200， 300)，其中至少一 個所述中繼器(240; 340， 341, 342, 343)是有源中繼器。
6. 如權(quán)利要求1-4中任一項所述的系統(tǒng)(200, 300)，其中至少一 個所述中繼器(240; 340， 341, 342， 343)是無源中繼器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種點對點電信系統(tǒng)(200，300)，它包括經(jīng)電磁波將信息發(fā)射到第一接收機(220，320)的第一發(fā)射機(210，310)。第一發(fā)射機在多個天線波束(230，231；330，331，332，333)上發(fā)射，在至少所述波束的第一和第二所述波束上使用第一頻率，并且第一和第二波束包含不同的信息。發(fā)射機與接收機之間的點對點連接通過位于發(fā)射機與接收機之間的至少第一中繼器(240；340，341，342，343)實現(xiàn)，所述第一中繼器(240)用于所述第一波束(231)。
文檔編號H04B7/14GK101218760SQ200580050971
公開日2008年7月9日 申請日期2005年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月4日
發(fā)明者M·安德森 申請人:艾利森電話股份有限公司