專利名稱:對(duì)接收和/或發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)的方法及相應(yīng)的移動(dòng)臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
是空分多址(Space Division Multiple Access,縮寫為SDMA)數(shù)字蜂窩式移動(dòng)無線系統(tǒng)所涉及的領(lǐng)域。
上述這種移動(dòng)無線系統(tǒng)的每個(gè)基站都包括一個(gè)有源天線陣列(亦稱之為“有源天線板”)。這個(gè)天線陣列在諸移動(dòng)臺(tái)的方向上動(dòng)態(tài)地并電子化地產(chǎn)生了一些接收和/或發(fā)射波束(或稱之為錐形波束(pencil beams)),上述移動(dòng)臺(tái)存在于與該基站有關(guān)的小區(qū)中。因而有源天線陣列增加了定向增益,并且代替了以前在常規(guī)移動(dòng)無線系統(tǒng)的基站中所使用的單個(gè)天線(或者分集式系統(tǒng)(diversity system)的兩個(gè)天線)。
有源天線陣列中的每付天線,當(dāng)它用于接收時(shí),由接收系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)它;當(dāng)它用于發(fā)射時(shí),由發(fā)射系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)它。請(qǐng)注意,如果該陣列的同一天線同時(shí)受到發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng),那么該天線可以同時(shí)用于發(fā)射和接收。
更準(zhǔn)確地講,本發(fā)明涉及一種對(duì)驅(qū)動(dòng)上述這種有源天線陣列的諸接收和/或發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)(calibration)的方法。
下文首先針對(duì)諸發(fā)射系統(tǒng),然后針對(duì)諸接收系統(tǒng)來解釋這種校準(zhǔn)的必要性。
使用有源發(fā)射天線陣列的先決條件是執(zhí)行兩個(gè)步驟,即對(duì)所跟蹤的諸移動(dòng)臺(tái)的方向進(jìn)行捕獲和跟蹤,并在欲求方向或諸方向上產(chǎn)生諸波束。通過處理在有源天線陣列接收到的信號(hào)來實(shí)施捕獲和跟蹤步驟。波束產(chǎn)生步驟包括計(jì)算諸發(fā)射系統(tǒng)的輸出端所需的相對(duì)幅度和相位,利用與產(chǎn)生所需波束相同的方式,驅(qū)動(dòng)該陣列的有源天線中的每一個(gè)。
諸發(fā)射系統(tǒng)的最佳實(shí)施例包括在基帶中即在射頻變換、濾波和放大操作之前應(yīng)用移相和衰減。不幸的是,在這些操作期間,會(huì)出現(xiàn)相位旋轉(zhuǎn)(phaserotation)以及增益或衰減不完全處于控制之下的情況。此外,各自驅(qū)動(dòng)著一個(gè)獨(dú)立的天線的兩個(gè)發(fā)射系統(tǒng)的傳輸功能不需要是相同的。兩個(gè)發(fā)射系統(tǒng)之間的差別可以由不同的電纜長(zhǎng)度、不同的放大器增益(并且增益隨溫度而變化)、諸放大器的幅度/相位(AM-PM)響應(yīng)等因素造成。因此,在發(fā)射系統(tǒng)的輸出端(即該陣列的諸天線處)基帶相位和幅度關(guān)系下降,這就降低了波束形成(beam formation)的質(zhì)量。
必須對(duì)每個(gè)發(fā)射系統(tǒng)帶來的相位旋轉(zhuǎn)進(jìn)行估算,以便能夠補(bǔ)償該相位旋轉(zhuǎn)。這種估算就是所謂的“發(fā)射系統(tǒng)校準(zhǔn)”。在常規(guī)方式下,相對(duì)有規(guī)律地實(shí)施校準(zhǔn)(例如每小時(shí)、每天或每周幾次)。開環(huán)校準(zhǔn)過程是不可行的,并且需要測(cè)量實(shí)際輻射的區(qū)域。
目前的解決方案是在覆蓋區(qū)域內(nèi)布設(shè)大量的轉(zhuǎn)發(fā)器(transponder)(遠(yuǎn)程校準(zhǔn)接收機(jī))。專用于這種校準(zhǔn)功能并且位于某一固定位置的每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器,確定本地接收的區(qū)域電平(field level)。這一當(dāng)前的解決方案的主要缺點(diǎn)是成本昂貴,這是因?yàn)槭褂糜谰玫臏y(cè)試設(shè)備需要安裝、維護(hù)和后勤保障。
在接收系統(tǒng)方面,問題大致是同樣的。當(dāng)使用有源接收天線時(shí),由該有源天線陣列接收的信號(hào)的相對(duì)相位,在到達(dá)各種接收系統(tǒng)的下一級(jí)(downstream)的探測(cè)器之前被丟失了。這是因?yàn)樵诘竭_(dá)相應(yīng)的探測(cè)器之前,到達(dá)該陣列的諸天線之一的無線信號(hào)經(jīng)過了該天線接收系統(tǒng)的各種部件(諸濾波器、放大器、電纜、連接器等)。換句話說,沿著接收路徑(亦稱之為“數(shù)據(jù)通路”)傳輸時(shí),該信號(hào)的相位被改變了。這個(gè)相位旋轉(zhuǎn)值慢慢改變(例如由于溫度變化),并且從一個(gè)接收系統(tǒng)到另一個(gè)接收系統(tǒng),該相位旋轉(zhuǎn)值是不同的。
正如上文已經(jīng)解釋的那樣,所估算的諸信號(hào)的到達(dá)角度(arrival angle)的精度以及波束形成的質(zhì)量取決于該陣列的諸天線之間的相對(duì)相位。在每個(gè)接收系統(tǒng)中導(dǎo)出的相位旋轉(zhuǎn)必須被估算,以使它能夠被補(bǔ)償。這被稱為“接收系統(tǒng)校準(zhǔn)”。
當(dāng)前解決接收系統(tǒng)校準(zhǔn)問題的方案包括使用專用于這種校準(zhǔn)功能并且專用于此區(qū)域中某一固定位置的遠(yuǎn)程校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)。這個(gè)位置必須與有源天線陣列離開相當(dāng)大的距離(對(duì)于處在蜂窩式系統(tǒng)頻率上的鏈路至少為100米),以便平面波達(dá)到該有源天線陣列。遠(yuǎn)程校準(zhǔn)天線發(fā)射機(jī)的方位角是已知的,有可能確定各接收系統(tǒng)之間的相位差,從而確定所實(shí)施的校準(zhǔn)(即,所施加的補(bǔ)償),以修正所估算的到達(dá)角度和波束形成。
這個(gè)當(dāng)前的解決辦法效果良好,但是使用專用于這個(gè)用途并且專用于該區(qū)域的一個(gè)固定位置的遠(yuǎn)程校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)有很多缺點(diǎn),這些缺點(diǎn)包括增加了維護(hù)費(fèi)用,需要找到并裝備一個(gè)供遠(yuǎn)程校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)使用的站點(diǎn),并且需要專門的發(fā)射裝置來控制遠(yuǎn)程校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)。
本發(fā)明的一個(gè)目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的這些缺點(diǎn)。
更準(zhǔn)確地說,本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種校準(zhǔn)正在驅(qū)動(dòng)著一個(gè)有源天線陣列的接收和/或發(fā)射系統(tǒng)的方法,這種方法操作簡(jiǎn)便、成本低。
按照本發(fā)明,借助一種校準(zhǔn)諸接收和/或發(fā)射系統(tǒng)的方法來實(shí)現(xiàn)在下文中將變得更加明顯的本發(fā)明的這些目的及其它目的,這些接收和/或發(fā)射系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)著一個(gè)有源天線陣列,上述有源天線陣列被安裝在一個(gè)空分多址數(shù)字蜂窩式移動(dòng)無線系統(tǒng)的基站中,并且在諸移動(dòng)臺(tái)的方向上動(dòng)態(tài)地產(chǎn)生接收和/或發(fā)射波束,這些移動(dòng)臺(tái)存在于與上述基站有關(guān)的當(dāng)前小區(qū)中,其特征在于存在于當(dāng)前小區(qū)中的諸移動(dòng)臺(tái)中至少有一個(gè)移動(dòng)臺(tái)是校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站,該移動(dòng)臺(tái)不僅有自身的常規(guī)功能,還被用作一個(gè)校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器,用來接收和/或發(fā)射至少一個(gè)測(cè)試信號(hào),使對(duì)上述諸接收和/或發(fā)射系統(tǒng)的上述校準(zhǔn)能夠進(jìn)行。
因此,本發(fā)明的一般原理包括把移動(dòng)臺(tái)(在本描述的其余部分中稱之為“校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站”)作為轉(zhuǎn)發(fā)器,用來對(duì)諸接收和/或發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。
因此,本發(fā)明不需要任何專用于校準(zhǔn)功能并且專用于該區(qū)域的固定位置的設(shè)備(遠(yuǎn)程校準(zhǔn)接收機(jī)或發(fā)射機(jī))。結(jié)果是,與上面提到的采用現(xiàn)有技術(shù)的解決方案相比,它的成本大大降低。
此外,對(duì)于校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站的用戶來說,校準(zhǔn)操作不再是令人煩惱的了,這是因?yàn)閺挠脩舻慕嵌葋砜?,校?zhǔn)操作是透明的(例如,在該站處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)實(shí)施校準(zhǔn))。
另外,本發(fā)明的方法易于使用,這是因?yàn)樗鼉H僅需要在用作校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器的諸移動(dòng)臺(tái)中補(bǔ)充幾個(gè)功能。
上述過程最好是迭代型的,以便通過連續(xù)迭代來提高對(duì)接收和/或發(fā)射系統(tǒng)的上述校準(zhǔn)的精度。
在對(duì)接收系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)的情況下,該方法包括以下步驟是有益的-基站向至少一個(gè)校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站發(fā)出一個(gè)發(fā)射至少一個(gè)預(yù)定測(cè)試信號(hào)的請(qǐng)求;
-一旦接收到上述發(fā)射請(qǐng)求,每個(gè)有關(guān)的校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站就發(fā)射上述至少一個(gè)測(cè)試信號(hào);-基站接收并分析上述至少一個(gè)測(cè)試信號(hào);-基站按照對(duì)上述至少一個(gè)測(cè)試信號(hào)的分析,確定在上述諸接收系統(tǒng)中所實(shí)施的校準(zhǔn)。
在這種情況下,每個(gè)有關(guān)的校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站構(gòu)成了一個(gè)遠(yuǎn)程校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)。重要的是注意到,該遠(yuǎn)程校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)與現(xiàn)有技術(shù)中所采用的那種不同,它不是專用于校準(zhǔn)操作,并且不在該區(qū)域中占據(jù)一個(gè)固定位置。
發(fā)射至少一個(gè)測(cè)試信號(hào)的上述請(qǐng)求有效地明確了上述至少一個(gè)測(cè)試信號(hào)的至少一個(gè)特征。
在這種方式下實(shí)施的測(cè)試適合于被校準(zhǔn)的諸接收控制系統(tǒng)。并非所有基站都是相同的。而且,同一基站可能以多于一種模式來工作(例如“高增益”和“低增益”模式),每一種模式使用獨(dú)立的接收系統(tǒng)。
上述至少一個(gè)測(cè)試信號(hào)的上述至少一個(gè)特性有益地屬于一組,該組包括發(fā)射頻率、發(fā)射功率、發(fā)射開始的時(shí)間(并可能還包括日期)、發(fā)射的持續(xù)時(shí)間以及發(fā)射波形。
在根據(jù)本發(fā)明的接收校準(zhǔn)的一個(gè)特定實(shí)施例中,上述方法包括以下步驟-發(fā)射至少一個(gè)測(cè)試信號(hào)的上述請(qǐng)求由上述基站來播發(fā),并且被用來根據(jù)至少一個(gè)預(yù)定的選擇標(biāo)準(zhǔn)選擇多個(gè)校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站;-命令上述有源天線陣列產(chǎn)生具有預(yù)定的參考形狀的接收波束,接收由上述多個(gè)已選擇的校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站發(fā)出的諸測(cè)試信號(hào);-采用統(tǒng)計(jì)的方法,利用從上述多個(gè)已選擇的校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站接收的諸測(cè)試信號(hào)的角分布來估算由上述有源天線陣列產(chǎn)生的接收波束的實(shí)際形狀;-對(duì)由上述有源天線陣列產(chǎn)生的接收波束的參考形狀和估算形狀進(jìn)行比較;-基站根據(jù)上述比較結(jié)果確定在諸接收系統(tǒng)中實(shí)施的校準(zhǔn)。
因此,接收校準(zhǔn)的這個(gè)特定的實(shí)施例是根據(jù)一種統(tǒng)計(jì)的方法,該統(tǒng)計(jì)方法假定校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站大體上以足夠的密度均勻分布。
在發(fā)射系統(tǒng)校準(zhǔn)的情況下,對(duì)于一個(gè)給定的校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站,本方法的有益的第一實(shí)施例包括以下步驟-基站在預(yù)定的第一時(shí)間間隔向校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站發(fā)出第一個(gè)測(cè)量請(qǐng)求,并在預(yù)定的第二時(shí)間間隔向校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站發(fā)出第二個(gè)測(cè)量請(qǐng)求;-基站在上述預(yù)定第一時(shí)間間隔發(fā)出預(yù)定的第一個(gè)測(cè)試信號(hào),并且上述有源天線陣列被命令,在假定上述校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站所處在的區(qū)域,基本上保證均勻的發(fā)射;-校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站對(duì)接收到的第一個(gè)測(cè)試信號(hào)實(shí)施至少第一次測(cè)量,并且向基站發(fā)送第一個(gè)響應(yīng),該響應(yīng)中包含上述至少一個(gè)第一次測(cè)量的結(jié)果;-基站接收,然后處理上述第一個(gè)響應(yīng),以從中推導(dǎo)出與校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站有關(guān)的到達(dá)角度;-基站在上述預(yù)定的第二時(shí)間間隔發(fā)出預(yù)定的第二個(gè)測(cè)試信號(hào),并且上述有源天線陣列被命令產(chǎn)生依賴上述到達(dá)角度的一個(gè)發(fā)射波束,通過處理接收到的第一個(gè)響應(yīng)推導(dǎo)出該到達(dá)角度;-校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站對(duì)在上述預(yù)定的第二時(shí)間間隔接收到的第二個(gè)測(cè)試信號(hào)實(shí)施至少第二次測(cè)量,并且向基站發(fā)送第二個(gè)響應(yīng),該響應(yīng)中包含上述至少一個(gè)第二次測(cè)量的結(jié)果;-基站接收并且然后處理上述第二個(gè)響應(yīng);-基站對(duì)上述至少一個(gè)第一次和第二次測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行比較,并且根據(jù)比較的結(jié)果確定在諸發(fā)射系統(tǒng)中實(shí)施的校準(zhǔn)。
在這種情況下,每個(gè)校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站構(gòu)成了一個(gè)遠(yuǎn)程校準(zhǔn)接收機(jī)。再次重申,重要的是注意到,這個(gè)遠(yuǎn)程校準(zhǔn)接收機(jī)與采用現(xiàn)有技術(shù)的接收機(jī)不同,它不專用于校準(zhǔn),并且不在該區(qū)域中占據(jù)一個(gè)固定位置。
因此,在比較了采用不同的發(fā)射波形所實(shí)施的兩種測(cè)量的基礎(chǔ)上,在這個(gè)第一實(shí)施例中,確定了諸發(fā)射系統(tǒng)的校準(zhǔn)。
在由基站發(fā)射第二個(gè)測(cè)試信號(hào)的上述步驟中,意圖是,由有源天線陣列所產(chǎn)生的發(fā)射波束基本上按照通過處理接收到的第一個(gè)響應(yīng)推導(dǎo)出的上述到達(dá)角度,即,在校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站的假定的方向上,最好應(yīng)該具有最大功率。
因而從(第一次和第二次測(cè)量之間的)測(cè)量比率推導(dǎo)出由該波束的構(gòu)造所產(chǎn)生的增益。
在一個(gè)有效的變體中,在由基站發(fā)射第二個(gè)測(cè)試信號(hào)的上述步驟中,意圖是,由有源天線陣列所產(chǎn)生的發(fā)射波束基本上按照通過處理接收到的第一個(gè)響應(yīng)推導(dǎo)出的上述到達(dá)角度,即,在校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站的假定的方向上,最好應(yīng)該具有零傳播(propagation zero)。
因此,從(第一次和第二次測(cè)量之間的)測(cè)量比率推導(dǎo)出由該波束的構(gòu)造所產(chǎn)生的零傳播的功效。
在發(fā)射系統(tǒng)校準(zhǔn)的情況下,本方法的有益的第二實(shí)施例包括以下步驟-基站播發(fā)一個(gè)在預(yù)定的時(shí)間間隔實(shí)施測(cè)量的請(qǐng)求,上述測(cè)量請(qǐng)求還按照至少一個(gè)預(yù)定的選擇標(biāo)準(zhǔn)選擇多個(gè)校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站;-基站在上述預(yù)定時(shí)間間隔發(fā)出預(yù)定的測(cè)試信號(hào),并且上述有源天線陣列被命令產(chǎn)生一個(gè)具有預(yù)定的參考形狀的發(fā)射波束;-已選擇的校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站之一至少對(duì)接收到的測(cè)試信號(hào)實(shí)施一次測(cè)量,并且向基站發(fā)送一個(gè)響應(yīng),該響應(yīng)中包含上述至少一次測(cè)量的結(jié)果;-采用一種統(tǒng)計(jì)方法,從上述多個(gè)已選擇的校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站接收到的諸響應(yīng)的角分布被用來估算由上述有源天線陣列所產(chǎn)生的發(fā)射波束的真正形狀;-對(duì)上述有源天線陣列所產(chǎn)生的發(fā)射波束的參考形狀和估算形狀進(jìn)行比較;-基站根據(jù)上述比較的結(jié)果確定對(duì)諸發(fā)射系統(tǒng)實(shí)施的校準(zhǔn)。
因此,這個(gè)有益的發(fā)射校準(zhǔn)的第二個(gè)實(shí)施例不是依靠同一校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站所做的兩次連續(xù)的測(cè)量,而是依靠多個(gè)校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站所做的多個(gè)同時(shí)進(jìn)行的測(cè)量。換句話說,這是一種統(tǒng)計(jì)方法,該方法假定諸校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站大體上是以足夠的密度均勻分布的。
對(duì)于基于一種統(tǒng)計(jì)方法的(發(fā)射或接收)實(shí)施例,上述至少一個(gè)選擇標(biāo)準(zhǔn)有益地屬于下列一組,該組標(biāo)準(zhǔn)包括-與移動(dòng)臺(tái)的標(biāo)識(shí)號(hào)碼有關(guān)的信息;以及-與移動(dòng)臺(tái)所測(cè)得的功率電平有關(guān)的信息。
對(duì)于基于一種統(tǒng)計(jì)方法的諸實(shí)施例,上述多個(gè)已選擇的校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站在發(fā)射諸測(cè)試信號(hào)的上述步驟期間或者在發(fā)射包含有諸測(cè)量結(jié)果的諸響應(yīng)的上述步驟期間,優(yōu)先使用了一種沖突管理(collision management)技術(shù)。
本發(fā)明還涉及到一種空分多址數(shù)字蜂窩式移動(dòng)無線系統(tǒng)的移動(dòng)臺(tái),該移動(dòng)臺(tái)適合于與一個(gè)基站進(jìn)行通信,該基站與上述移動(dòng)臺(tái)所處在的小區(qū)相關(guān)聯(lián),上述基站包括一個(gè)由諸接收和/或發(fā)射系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的有源天線陣列,該天線陣列在上述移動(dòng)臺(tái)的方向上動(dòng)態(tài)地產(chǎn)生諸接收和/或發(fā)射波束,其特征在于上述移動(dòng)臺(tái)包括用來接收和/或發(fā)射至少一個(gè)用于對(duì)上述諸接收和/或發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)的測(cè)試信號(hào)的裝置,以便上述移動(dòng)臺(tái)不僅有自身的常規(guī)功能,還可以被用作校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器。
閱讀了下面對(duì)本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例的描述,并且通過附圖,將會(huì)明顯地看到本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn),本發(fā)明的這個(gè)最佳實(shí)施例是通過圖解方式和非局限的例子給出的,這些圖中
圖1是接收系統(tǒng)校準(zhǔn)的情況下,本發(fā)明的方法的第一個(gè)特定的實(shí)施例的簡(jiǎn)化流程圖;圖2是接收系統(tǒng)校準(zhǔn)的情況下,本發(fā)明的方法的第二個(gè)特定的實(shí)施例的簡(jiǎn)化流程圖;圖3是發(fā)射系統(tǒng)校準(zhǔn)的情況下,本發(fā)明的方法的第一個(gè)特定的實(shí)施例的簡(jiǎn)化流程圖;并且圖4是發(fā)射系統(tǒng)校準(zhǔn)的情況下,本發(fā)明的方法的第二個(gè)特定的實(shí)施例的簡(jiǎn)化流程圖。
這樣,本發(fā)明涉及一種對(duì)諸接收系統(tǒng)和諸發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)的方法,這些發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)著一個(gè)SDMA數(shù)字蜂窩式移動(dòng)無線系統(tǒng)的有源天線陣列。
根據(jù)本發(fā)明,存在于當(dāng)前小區(qū)中的一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)臺(tái)在它們的常規(guī)功能以外,還被用作校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器。為此目的,這些移動(dòng)臺(tái)或者“校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站”帶有用來接收和/或發(fā)射用于校準(zhǔn)諸接收和/或發(fā)射系統(tǒng)的諸測(cè)試信號(hào)的裝置。
顯然,校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站可以或者只用于兩種校準(zhǔn)類型之一(即,或者是接收系統(tǒng)或者是發(fā)射系統(tǒng))或者同時(shí)用于兩種類型。
本描述的其余部分在接收系統(tǒng)校準(zhǔn)的情況下,首先敘述本發(fā)明的方法的第一個(gè)特定實(shí)施例,然后敘述本發(fā)明的方法的第二個(gè)特定實(shí)施例,上述兩個(gè)實(shí)施例分別與圖1和圖2的流程圖對(duì)應(yīng)。然后參照?qǐng)D3和圖4的流程圖,描述發(fā)射系統(tǒng)校準(zhǔn)的情況下,本發(fā)明的方法的首先是第一個(gè)進(jìn)而是第二個(gè)特定實(shí)施例。
本發(fā)明對(duì)諸接收系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)的方法的第一個(gè)實(shí)施例包括以下步驟(見圖1)-基站向校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站發(fā)出一個(gè)發(fā)射預(yù)定測(cè)試信號(hào)的請(qǐng)求(步驟10);-一旦接收到上述發(fā)射請(qǐng)求,校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站就按照請(qǐng)求發(fā)射預(yù)定的測(cè)試信號(hào)(步驟11);-基站接收并分析該測(cè)試信號(hào)(步驟12);-基站根據(jù)對(duì)測(cè)試信號(hào)的分析,確定對(duì)上述諸接收系統(tǒng)實(shí)施的校準(zhǔn)(步驟13)。
可以用多個(gè)校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站重復(fù)進(jìn)行這個(gè)方法的步驟10-12,以提高校準(zhǔn)的質(zhì)量。
由基站向校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站發(fā)出的請(qǐng)求可以明確指出測(cè)試信號(hào)的某些特點(diǎn),這些特點(diǎn)是校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站必須在響應(yīng)中發(fā)射的。除非更加詳細(xì)地列出了下面的清單,否則測(cè)試信號(hào)的特性可能是下列特性的一部分或者全部發(fā)射頻率,發(fā)射功率,發(fā)射開始的時(shí)間并且可能還包括日期,發(fā)射的持續(xù)時(shí)間,發(fā)射波形等。
在這個(gè)第一實(shí)施例中,正如在下文的第二實(shí)施例中所描述的那樣,由基站向每個(gè)校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站發(fā)出的請(qǐng)求可能是指要求發(fā)射多個(gè)預(yù)定的測(cè)試信號(hào)。在這種情況下,在步驟12中所進(jìn)行的分析涉及多個(gè)接收到的測(cè)試信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明用于對(duì)諸接收系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)的方法的第二個(gè)實(shí)施例包括以下步驟(見圖2)-基站播發(fā)一個(gè)測(cè)試信號(hào)發(fā)射請(qǐng)求(步驟20)。盡管該請(qǐng)求被所有存在于該小區(qū)中的移動(dòng)臺(tái)接收到,但是這個(gè)請(qǐng)求可能只涉及到它們中的一些。例如,該請(qǐng)求可以按照標(biāo)識(shí)號(hào)(例如偶數(shù)或奇數(shù)),或者按照每個(gè)移動(dòng)臺(tái)所測(cè)得的功率電平(例如-80dBm到-70dBm的范圍),選擇諸校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站。
-為了接收由多個(gè)所選擇的校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站發(fā)出的諸測(cè)試信號(hào),命令有源天線陣列產(chǎn)生一個(gè)被稱為參考(或理想)形狀的預(yù)定形狀的接收波束(步驟21);-一旦接收到發(fā)射請(qǐng)求,每個(gè)所選擇的校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站就按照請(qǐng)求發(fā)射預(yù)定的測(cè)試信號(hào)(步驟22)。在這個(gè)發(fā)射步驟期間可以采用沖突管理技術(shù)(例如Aloha);-基站接收并分析由所選擇的諸校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站發(fā)射的諸測(cè)試信號(hào)(步驟23)。已接收諸測(cè)試信號(hào)的角度分布使由有源天線陣列產(chǎn)生的接收波束的真正形狀能夠通過統(tǒng)計(jì)處理估算出來。例如,建立了一個(gè)代表從不同接收角度接收到的測(cè)試信號(hào)的數(shù)目的直方圖(histogram);-基站(或者該系統(tǒng)的任何其它組成部分)對(duì)由有源天線陣列產(chǎn)生的接收波束的參考形狀和估算形狀進(jìn)行比較(步驟24);-根據(jù)這個(gè)比較結(jié)果,基站帶著使實(shí)際形狀和參考形狀相同的目的,確定對(duì)諸接收系統(tǒng)實(shí)施的校準(zhǔn)(步驟25);這種校準(zhǔn)方法的步驟20到25能夠反復(fù)進(jìn)行,以提高接收校準(zhǔn)的質(zhì)量。本發(fā)明的方法是一種迭代方法,這一事實(shí)對(duì)于上文在第一實(shí)施例中所描述的接收校準(zhǔn)方法(見圖1)和下文在第二實(shí)施例中所描述的諸發(fā)射校準(zhǔn)方法(見圖3和圖4)同樣成立。
本發(fā)明的發(fā)射系統(tǒng)校準(zhǔn)方法的第一實(shí)施例包括以下步驟(見圖3)-基站向校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站發(fā)出兩個(gè)測(cè)量請(qǐng)求(步驟30)。第一個(gè)請(qǐng)求是校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站在預(yù)定的第一時(shí)間間隔實(shí)施第一次測(cè)量。第二個(gè)請(qǐng)求是校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站在預(yù)定的第二時(shí)間間隔實(shí)施第二次測(cè)量。顯然,可以同時(shí)地或者連續(xù)地發(fā)射第一個(gè)請(qǐng)求和第二個(gè)請(qǐng)求;-基站在預(yù)定的第一時(shí)間間隔發(fā)出預(yù)定的第一個(gè)測(cè)試信號(hào)(步驟31)。在這次發(fā)射期間,上述有源天線陣列被命令,在假定校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站所處在的區(qū)域基本上保證均勻的發(fā)射。換句話就是說,不存在波束形成;-按照前面接到的第一個(gè)請(qǐng)求,校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站對(duì)接收到的第一個(gè)測(cè)試信號(hào)實(shí)施第一次測(cè)量,并且向基站發(fā)送包含著第一次測(cè)量結(jié)果的第一個(gè)響應(yīng)(步驟32);-基站接收,然后處理第一個(gè)響應(yīng),從中推導(dǎo)出與校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站有關(guān)的到達(dá)角度(步驟33);
-基站在預(yù)定的第二時(shí)間間隔發(fā)出預(yù)定的第二個(gè)測(cè)試信號(hào)(步驟34)。在本次發(fā)射期間,有源天線陣列被命令根據(jù)通過處理接收到的第一個(gè)響應(yīng)推導(dǎo)出的到達(dá)角度產(chǎn)生一個(gè)發(fā)射波束;-根據(jù)前面接收到的第二個(gè)請(qǐng)求,校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站在預(yù)定的第二時(shí)間間隔對(duì)接收到的第二個(gè)測(cè)試信號(hào)實(shí)施第二次測(cè)量,并且向基站發(fā)送包含著第二次測(cè)量結(jié)果的第二個(gè)響應(yīng)(步驟35)-基站接收,然后處理第二個(gè)響應(yīng)(步驟36);-基站對(duì)第一次和第二次測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行比較(步驟37),并且根據(jù)比較的結(jié)果確定對(duì)諸發(fā)射系統(tǒng)實(shí)施的校準(zhǔn)(步驟38)。
在由基站發(fā)射第二個(gè)測(cè)試信號(hào)的步驟中,意圖是,由有源天線陣列所產(chǎn)生的發(fā)射波束基本上按照從處理接收到的第一個(gè)響應(yīng)推導(dǎo)出到達(dá)角度,即,按照校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站的假定方向,最好應(yīng)該具有最大功率(或者零傳播)。
該校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站還能夠?qū)嵤┒鄠€(gè)第一和/或第二測(cè)量。在這種情況下,在步驟33中所實(shí)施的處理能夠適合于一個(gè)或多個(gè)包含各種第一測(cè)量的第一響應(yīng)。同樣,在步驟34中所實(shí)施的處理能夠適合于一個(gè)或多個(gè)包含各種第二測(cè)量的第二響應(yīng)。
本發(fā)明的發(fā)射系統(tǒng)校準(zhǔn)方法的第二實(shí)施例包括以下步驟(見圖4)-基站播發(fā)一個(gè)在預(yù)定的時(shí)間間隔實(shí)施測(cè)量的請(qǐng)求(步驟40)。盡管該請(qǐng)求被存在于本小區(qū)中的所有移動(dòng)臺(tái)接收到,但是這個(gè)請(qǐng)求只涉及到它們中的一些。例如,該請(qǐng)求能夠按照標(biāo)識(shí)號(hào)(例如偶數(shù)或奇數(shù)),或者按照每個(gè)移動(dòng)臺(tái)所測(cè)得的功率電平(例如-80dBm到-70dBm的范圍),選擇諸校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站;-基站在上述預(yù)定時(shí)間間隔發(fā)出預(yù)定的測(cè)試信號(hào)(步驟41)。在本次發(fā)射期間,有源天線陣列被命令產(chǎn)生一個(gè)具有預(yù)定的參考形狀的發(fā)射波束;-已選擇的校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站中的每一個(gè)對(duì)接收到的測(cè)試信號(hào)進(jìn)行測(cè)量,并且向基站發(fā)送一個(gè)包含著測(cè)量結(jié)果的響應(yīng)(步驟42)。在由選擇器(selector)校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站發(fā)送諸響應(yīng)的這個(gè)步驟中,采用了一種沖突管理技術(shù)(例如Aloha),基站借助于特定的響應(yīng)訊息(或者借助于缺少特定的響應(yīng)信息)向諸轉(zhuǎn)發(fā)器-移動(dòng)臺(tái)(transponder-mobiles)表明已經(jīng)發(fā)生了沖突(collision);-基站接收并分析從各個(gè)已選擇的校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站接收到的諸響應(yīng)(步驟43)。這些響應(yīng)的角度分布使有源天線陣列所產(chǎn)生的發(fā)射波束的真正形狀能夠利用一種統(tǒng)計(jì)方法(在接收校準(zhǔn)的情況下已經(jīng)對(duì)其進(jìn)行了討論)被估算出來;-基站(或者系統(tǒng)的任何其它組成部分)對(duì)有源天線陣列所產(chǎn)生的發(fā)射波束的參考形狀和估算形狀進(jìn)行比較(步驟44);-基站根據(jù)比較結(jié)果確定對(duì)諸發(fā)射系統(tǒng)實(shí)施的校準(zhǔn)(步驟45)。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)驅(qū)動(dòng)有源天線陣列的接收和/或發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)的方法,上述有源天線陣列安裝在空分多址(SDMA)數(shù)字蜂窩式移動(dòng)無線系統(tǒng)的基站中,并且在諸移動(dòng)臺(tái)的方向上動(dòng)態(tài)地產(chǎn)生了一些接收和/或發(fā)射波束,上述移動(dòng)臺(tái)存在于與上述基站有關(guān)的當(dāng)前小區(qū)中,其特征在于存在于當(dāng)前小區(qū)中的諸移動(dòng)臺(tái)中至少有一個(gè)移動(dòng)臺(tái)是校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站,該移動(dòng)臺(tái)不僅有它的常規(guī)功能,還被用作校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器,用于接收和/或發(fā)射至少一個(gè)測(cè)試信號(hào),使對(duì)上述諸接收和/或發(fā)射系統(tǒng)的上述校準(zhǔn)能夠進(jìn)行。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1的方法,其特征在于它是一種迭代的方法,采用連續(xù)的迭代提高對(duì)接收和/或發(fā)射系統(tǒng)實(shí)施的上述校準(zhǔn)的精度。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的方法,其特征在于在對(duì)諸接收系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)的情況下,上述方法包括以下步驟-基站向至少一個(gè)校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站發(fā)出一個(gè)發(fā)射至少一個(gè)預(yù)定測(cè)試信號(hào)的請(qǐng)求(步驟10);-一旦接收到上述發(fā)射請(qǐng)求,每個(gè)有關(guān)的校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站就發(fā)射上述至少一個(gè)測(cè)試信號(hào)(步驟11);-基站接收并分析上述至少一個(gè)測(cè)試信號(hào)(步驟12);-基站按照對(duì)上述至少一個(gè)測(cè)試信號(hào)的分析,確定對(duì)上述諸接收系統(tǒng)所實(shí)施的校準(zhǔn)(步驟13)。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求3的方法,其特征在于發(fā)射至少一個(gè)測(cè)試信號(hào)的上述請(qǐng)求說明了上述至少一個(gè)測(cè)試信號(hào)的至少一個(gè)特性。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求4的方法,其特征在于上述至少一個(gè)測(cè)試信號(hào)的至少一個(gè)特性屬于下列一組特性,這組特性包括-發(fā)射頻率;-發(fā)射功率;-發(fā)射開始的時(shí)間并且可能還包括日期;-發(fā)射的持續(xù)時(shí)間;-發(fā)射波形。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求3到5中任何一個(gè)權(quán)利要求的方法,其特征在于,它包括以下步驟-發(fā)射至少一個(gè)測(cè)試信號(hào)的上述請(qǐng)求由上述基站來播發(fā),并且被用來根據(jù)至少一個(gè)預(yù)定的選擇標(biāo)準(zhǔn)選擇多個(gè)校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站(步驟20);-命令上述有源天線陣列產(chǎn)生具有預(yù)定的參考形狀的波束,接收由上述多個(gè)已選擇的校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站發(fā)出的諸測(cè)試信號(hào)(步驟21);-采用統(tǒng)計(jì)的方法,利用從上述多個(gè)已選擇的校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站接收的諸測(cè)試信號(hào)的角分布(步驟22)來估算由上述有源天線陣列產(chǎn)生的接收波束的真正形狀(步驟23);-對(duì)由上述有源天線陣列產(chǎn)生的接收波束的參考形狀和估算形狀進(jìn)行比較(步驟24);-基站根據(jù)上述比較結(jié)果確定在諸接收系統(tǒng)中實(shí)施的校準(zhǔn)(步驟25)。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的方法,其特征在于在對(duì)諸發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)的情況下,對(duì)于一個(gè)給定的校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站,上述方法包括以下步驟-基站在預(yù)定的第一時(shí)間間隔向校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站發(fā)出第一個(gè)測(cè)量請(qǐng)求,并在預(yù)定的第二時(shí)間間隔向校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站發(fā)出第二個(gè)測(cè)量請(qǐng)求(步驟30);-基站在上述預(yù)定的第一時(shí)間間隔發(fā)出預(yù)定的第一個(gè)測(cè)試信號(hào),并且上述有源天線陣列被命令,在假定上述校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站所處在的區(qū)域,基本上保證均勻的發(fā)射(步驟31);-校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站對(duì)接收到的第一個(gè)測(cè)試信號(hào)實(shí)施至少第一次測(cè)量,并且向基站發(fā)送包含有至少一個(gè)第一次測(cè)量結(jié)果的第一個(gè)響應(yīng)(步驟32);-基站接收,然后處理上述第一個(gè)響應(yīng),從中推導(dǎo)出與校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站有關(guān)的到達(dá)角度(步驟33)-基站在上述預(yù)定的第二時(shí)間間隔發(fā)出預(yù)定的第二個(gè)測(cè)試信號(hào),并且上述有源天線陣列被命令根據(jù)通過處理接收到的第一個(gè)響應(yīng)推導(dǎo)出的到達(dá)角度來產(chǎn)生一個(gè)發(fā)射波束(步驟34);-校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站在上述預(yù)定的第二時(shí)間間隔對(duì)接收到的第二個(gè)測(cè)試信號(hào)實(shí)施至少一個(gè)第二次測(cè)量,并且向基站發(fā)送包含有上述至少一個(gè)第二次測(cè)量結(jié)果的第二個(gè)響應(yīng)(步驟35);-基站接收,然后處理上述第二個(gè)響應(yīng)(步驟36);-基站比較上述至少一個(gè)第一次和第二次測(cè)量結(jié)果(步驟37),并且根據(jù)比較的結(jié)果確定對(duì)諸發(fā)射系統(tǒng)實(shí)施的校準(zhǔn)(步驟38)。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求7的方法,其特征在于在由基站發(fā)射第二個(gè)測(cè)試信號(hào)的上述步驟中(步驟34),意圖是,由有源天線陣列所產(chǎn)生的發(fā)射波束基本上按照通過處理接收到的第一個(gè)響應(yīng)推導(dǎo)出的上述到達(dá)角度,即,在校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站的假定的方向上,最好應(yīng)該具有最大功率。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求7的方法,其特征在于在由基站發(fā)射第二個(gè)測(cè)試信號(hào)的上述步驟中(步驟34),意圖是,由有源天線陣列所產(chǎn)生的發(fā)射波束基本上按照通過處理接收到的第一個(gè)響應(yīng)推導(dǎo)出的上述到達(dá)角度,即,在校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站的假定的方向上,最好應(yīng)該具有零傳播。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的方法,其特征在于在對(duì)諸發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)的情況下,上述方法包括以下步驟-基站播發(fā)一個(gè)在預(yù)定的時(shí)間間隔實(shí)施測(cè)量的請(qǐng)求,上述測(cè)量請(qǐng)求還按照至少一個(gè)預(yù)定的選擇標(biāo)準(zhǔn)選擇多個(gè)校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站(步驟40);-基站在上述預(yù)定時(shí)間間隔發(fā)出預(yù)定的測(cè)試信號(hào),并且上述有源天線陣列被命令產(chǎn)生一個(gè)具有預(yù)定的參考形狀的發(fā)射波束(步驟41);-已選擇的校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站中的每一個(gè)至少對(duì)接收到的測(cè)試信號(hào)實(shí)施一次測(cè)量,并且向基站發(fā)送一個(gè)包含有上述至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果的響應(yīng)(步驟42);-采用一種統(tǒng)計(jì)方法,從上述多個(gè)已選擇的校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站接收到的諸響應(yīng)的角度分布被用來估算由上述有源天線陣列所產(chǎn)生的發(fā)射波束的真正形狀(步驟43);-比較上述有源天線陣列所產(chǎn)生的發(fā)射波束的參考形狀和估算形狀(步驟44);-基站根據(jù)上述比較結(jié)果確定對(duì)諸發(fā)射系統(tǒng)實(shí)施的校準(zhǔn)(步驟45)。
11.一種根據(jù)權(quán)利要求6或權(quán)利要求10的方法,其特征在于上述至少一個(gè)選擇標(biāo)準(zhǔn)屬于以下一組,該組標(biāo)準(zhǔn)包括-與移動(dòng)臺(tái)的標(biāo)識(shí)號(hào)碼有關(guān)的信息;以及-與移動(dòng)臺(tái)所測(cè)得的功率電平有關(guān)的信息。
12.一種根據(jù)權(quán)利要求6或權(quán)利要求10的方法,其特征在于上述多個(gè)選擇器校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站在發(fā)射諸測(cè)試信號(hào)的上述步驟期間(步驟22)或者在發(fā)射包含有諸測(cè)量結(jié)果的諸響應(yīng)的上述步驟期間(步驟42),使用了一種沖突管理技術(shù)。
13.一個(gè)空分多址(SDMA)數(shù)字蜂窩式移動(dòng)無線系統(tǒng)的移動(dòng)臺(tái)適合于與一個(gè)基站進(jìn)行通信,該基站與上述移動(dòng)臺(tái)所處在的小區(qū)相關(guān)聯(lián),上述基站包括一個(gè)由接收和/或發(fā)射系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的有源天線陣列,該天線陣列在上述移動(dòng)臺(tái)的方向上動(dòng)態(tài)地產(chǎn)生諸接收和/或發(fā)射波束,其特征在于上述移動(dòng)臺(tái)包括用來接收和/或發(fā)射至少一個(gè)用于對(duì)上述諸接收和/或發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)的測(cè)試信號(hào)的裝置,以便上述移動(dòng)臺(tái)不僅有自身的常規(guī)功能,還可以被用作校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對(duì)驅(qū)動(dòng)有源天線陣列的諸接收和/或發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)的方法,上述有源天線陣列安裝在空分多址(SDMA)數(shù)字蜂窩式移動(dòng)無線系統(tǒng)的基站中,在諸移動(dòng)臺(tái)的方向上動(dòng)態(tài)地產(chǎn)生了一些接收和/或發(fā)射波束,上述移動(dòng)臺(tái)在與上述基站有關(guān)的當(dāng)前小區(qū)中。在當(dāng)前小區(qū)中的諸移動(dòng)臺(tái)中至少有一個(gè)移動(dòng)臺(tái)是校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器站,該移動(dòng)臺(tái)不僅有它的常規(guī)功能,還被用作校準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器,使對(duì)上述諸接收和/或發(fā)射系統(tǒng)的上述校準(zhǔn)能夠進(jìn)行。
文檔編號(hào)H04B7/10GK1213909SQ9811858
公開日1999年4月14日 申請(qǐng)日期1998年9月4日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月4日
發(fā)明者賈奎斯·布斯泰金, 弗萊德里克·古圭 申請(qǐng)人:阿爾卡塔爾-阿爾斯托姆通用電氣公司