CN104798252A - 多扇区天线结构 - Google Patents

Abstract

多扇区小区站点天线(400)包括：第一天线(410)，被定向为服务于第一扇区(扇区1)，第一天线电连接到第一收发机组(440)；第二天线，被定向为服务于邻近第一扇区的第二扇区(扇区2)，第二天线电连接到第一收发机组；以及单个外壳(430)，覆盖第一天线和第二天线两者。通过在系统(500)中提供至少两个多扇区小区站点天线，外壳的总数目被减少，同时在小区内提供了冗余和分集。

Description

多扇区天线结构

技术领域

各实施例涉及一种多扇区天线、多频带多扇区天线，以及包括它们的系统。

背景技术

在无线电信系统中，由无线电信系统服务的地理区域被划分成空间上相异的区域，称之为“小区”。小区通常被进一步划分成多个“扇区”。例如，这些小区中的每个小区经常被划分成三个相等面积的扇区。通常，每个小区包含使用收发机(TRX)和天线以促进用户设备(UE)与网络之间的无线通信的基站收发信台(BTS)。收发机可以包括一个或多个接收机和发射机，并且可以被封装在远程无线电头端(RRH)中。RRH一般包含每个都被连接到双工滤波器的两个或更多收发机，从而使得每个收发机能够经由单个天线而支持同时的下行链路发射和上行链路接收。

BTS也可以被称为无线电基站(RBS)、节点B(在3G网络中)、或者简单地被称为基站(BS)。UE的示例包括如移动电话的设备、具有无线互联网络连接的计算机、以及其他设备。网络能够是任何无线通信网络(例如，GSM、CDMA等)。

天线可以被容纳在外壳中，外壳保护天线不受环境条件影响或者从公共视野隐藏天线的电子装备。外壳可以被称为“天线罩”。外壳经常由对无线电波透明并且抑制覆冰堆积在其表面上的材料构造而成。例如，外壳可以由玻璃纤维材料制成。

基本天线

最简单的天线技术是单输入单输出(SISO)天线，它指的是其中一个天线用于发射(例如，单个“输入”进入到传输信道)并且一个天线用于接收(例如，单个“输出”离开传输信道)的无线通信系统。传输信道可以是下行链路信道(从BTS的(多个)发射机到UE的(多个)接收机)或者上行链路信道(从UE的(多个)发射机到BTS的(多个)接收机)。虽然设计相对简单，但是SISO系统易于受到由多径衰落效应所引起的问题的影响。

当电磁场(EM场)遇到障碍物，诸如丘陵、峡谷、建筑物和公用事业电线时将产生多径衰落效应，这导致了EM场散射(反射)，并且因此而采取多个路径以到达其目的地，这导致了该多个信号路径之间的随机相移。当源发送遭遇散射的射频(RF)信号时，多个RF路径的具有各种相位的信号的重新组合引起瑞利(Rayleigh)衰落效应。当这些信号在接收天线处组合成一个信号时，因为这些信号不是同相的，所以有效的信号被衰减。当衰减严重时，信号可能在接收机的最小可辨别信号电平以下，并且接收机可能不能成功地接收和解码原始信号。在无线电信系统中，这样的多径衰落可能引起覆盖区域上的减小、可实现的数据速度上的减小、以及在处理信号中的错误的数目上的增加。

分集

为了避免多径衰落效应，系统可用于通过使用多个天线结合分集技术来改善信号质量。分集技术能够被用来组合从多个天线接收的信号，极大地减少了衰落的概率，这是因为两个天线可能将不会经历同时的严重衰落衰减。

分集技术能够被用于从多个天线的接收和/或发射。各种术语被用来描述不同的分集技术。例如，单输入多输出(SIMO)技术(上行链路或下行链路)指的是具有单个发射机天线(单输入)以及利用任何数目的分离接收天线的多个接收天线(多输出)(也称为分集接收)的分集技术。多输入多输出MIMO技术(上行链路或下行链路)指的是包括多个发射机天线(多重编码的发射信号)以及多个接收天线两者的技术。

多个接收天线可以提供两路分集或四路分集，这取决于从这些分离天线提供的独立的(或去相关的)信号的数目。

被用来提供分离的分集信号的多个天线中的每个天线能够包含多个天线元件(例如，偶极元件)。在偶极天线中，多个极化的偶极元件(通常是四至十个元件)等间距地分开并且垂直堆叠以实现方向性(天线增益)，从而每个天线实际上可以是天线元件的阵列。偶极子可以被布置而使得天线是线性偶极天线(一个元件)或者双倾斜/交叉极化的偶极天线(定位在一起的成对元件)。

图1图示了不同的线性偶极天线阵列的布置。

如图1中所图示的，在偶极天线100的线性阵列中，偶极元件都具有相同的极化。这些偶极元件可以被布置在垂直极化的偶极元件110的阵列中。可替换地，偶极元件可以被布置在水平极化的偶极元件120的阵列中。在利用偶极元件的线性阵列的天线阵列中，所有的偶极元件接收相同的极化，并且因此具有相同的衰落行为(例如，相关的衰落统计)。因此，为了实现足够的分集(独立的衰落统计)，在被称为空间分集(天线的水平空间分离)的技术中，多个离散的线性偶极天线阵列间隔开一个距离。

在空间分集中，天线被间隔开足够的水平距离，以确保每个阵列经历的瑞利衰落将是独立的(去相关的)。更详细地说，因为阵列的不同的物理位置，所以被重新组合的行进经过不同路径的信号的相位是足够不同的，使得表观衰落将是不同的。然而，为了确保独立的衰落效应而在天线阵列之间所要求的最小距离大约是七到十个lambdaλ(其中λ是RF信号的波长)。天线阵列之间的这个最小距离使得使用单个集成的结构(诸如天线罩)来容纳两个天线阵列是不切实际的，因为这种尺寸的结构可能在视觉上是壮观的、沉重的，并且可能产生容易受到风荷载影响的大的表面积。因此，使用空间分集的多个天线阵列的安装一般需要多个结构外壳(例如，分离的天线罩)，导致了当与单个外壳相比较时的增加的成本以及更复杂的安装。

图2A和2B图示了利用空间分集的常规天线安装。

如图2A中所图示的，常规的天线结构安装在一个蜂窝杆(cellularboom)250上，以实现空间分集。图2B是图2A的常规天线结构的三维视图。在常规的天线结构中，为了实现空间分集，第一天线阵列210a和第二天线阵列210b被安装在蜂窝杆250的表面，并且相互间隔距离D，其中距离D是足以实现这两个天线阵列210/210b之间的足够的空间分集的距离。所要求的分离距离D(例如，七至十个lambdaλ)可能使得使用单个集成结构来容纳第一天线阵列110a和第二天线阵列110b两者是不切实际的。因此，在常规的天线结构中，为了获得空间分集，第一天线阵列210a由第一外壳230a保护，并且第二天线阵列210b由第二外壳230b保护。

为了消除利用线性偶极天线的分集方案所要求的对于两个天线阵列之间的间隔以及因此对于分离外壳的需求，同时仍然实现足够的去相关，可以使用交叉极化的偶极天线。

图3图示了不同的各种交叉极化天线阵列的布置。

如图3中所图示的，在交叉极化天线300中，构成该天线阵列的元件在被称为极化分集的方案中是正交极化的。在极化分集中，通过将两个互补的极化天线元件配对在一起成为单个结构而实现了两路分集。

在交叉极化天线阵列中，双极化元件可以是双倾斜的交叉极化天线310，其中极化元件相互倾斜地交叉(例如，+45度和-45度)。可替换地，双极化元件的阵列可以是垂直/水平交叉极化天线320，其中极化元件在垂直地并且水平地彼此交叉。除了双倾斜和垂直/水平的交叉极化天线之外，双极化元件还可以被布置为提供圆极化(未示出)。圆极化可以是右旋圆极化(RHCP)或者左旋圆极化(LHCP)。交叉极化的元件堆叠中的每个极化元件具有一个端口，导致交叉极化天线阵列具有两个端口(例如，连接)，用于一个极化的第一端口340以及用于另一极化的第二端口350。交叉极化天线配置提供两路分集，而不要求空间分集中所要求的天线阵列的大的空间分离。因此，两组天线元件可以一起被封装在一个结构中，消除了对于多个分离的天线结构的需求。

因为仅存在两个正交极化，所以双极化的天线仅提供两路分集。如果期望四路分集，则可能要求一对交叉极化天线来实现空间分集和极化分集两者。对于实现足够的空间分集是必要的在该对交叉极化天线之间的最小水平间距可能再次要求具有多个结构外壳的系统，以便于是实用的。

发明内容

至少一个示例实施例涉及一种多扇区小区站点天线。

在一个实施例中，该多扇区小区站点天线包括：第一天线，被定向为服务于第一扇区，第一天线电连接到第一收发机组；第二天线，被定向为服务于邻近第一扇区的第二扇区，并且第二天线电连接到第一收发机组；以及单个外壳，覆盖第一天线和第二天线两者。

在一个实施例中，第一收发机组被集成在该单个外壳中。

在一个实施例中，该单个外壳包括天线输入/输出端口，以将第一天线和第二天线连接到第一收发机组。

在一个实施例中，第一天线和第二天线每个都是天线元件的阵列。

在一个实施例中，第一收发机组是远程无线电头端(RRH)并且包括至少四个端口，第一天线是电连接到该至少四个端口中的两个端口的第一双极化天线，并且第二天线是电连接到该至少四个端口中的两个端口的第二双极化天线。

在一个实施例中，第一天线和第二天线每个都是以下各项中的一项：双极化双倾斜天线元件的阵列、双极化垂直/水平偶极天线元件的阵列、和双极化右手/左手极化天线元件的阵列。

在一个实施例中，该单个外壳是天线罩，并且第一天线和第二天线相遇而形成第一转角。

在一个实施例中，该多扇区小区站点天线包括位于该外壳上在第一转角处的枢轴点，该枢轴点被配置为基于小区站点中的扇区的数目来调节第一天线与第二天线之间的角度。

在一个实施例中，该枢轴点被配置为在120度、90度和60度中的一个之间递增地调整该角度。

至少一个示例实施例涉及一种多扇区小区站点天线系统。

在一个实施例中，该多扇区小区站点天线系统包括第一多扇区小区站点天线和第二多扇区小区站点天线。第一多扇区小区站点天线包括：第一天线，被定向为服务于第一扇区，第一天线电连接到第一收发机组；第二天线，被定向为服务于第二扇区，第二扇区邻近第一扇区，第二天线电连接到第一收发机组；以及第一外壳，覆盖第一天线和第二天线两者。第二多扇区小区站点天线包括：第三天线，被定向为服务于第一扇区，第三天线电连接到第二收发机组；第四天线，被定向为服务于第三扇区，第四天线电连接到第二收发机组；以及第二外壳，覆盖第三天线和第四天线两者。

在一个实施例中，第一收发机组被集成在该第一外壳中，并且第二收发机组被集成在第二外壳中。

在一个实施例中，第一外壳包括被配置为将第一天线和第二天线连接到第一收发机组的天线输入/输出端口，并且第二外壳包括天线输入/输出端口以将第三天线和第四天线连接到第二收发机组。

在一个实施例中，这些天线中的每个天线是天线元件的阵列。

在一个实施例中，第一多扇区小区站点天线和第二多扇区小区站点天线在空间上分离开一个距离，使得对抗衰落的空间分集被提供用于第一扇区。

在一个实施例中，第一收发机组是第一远程无线电头端(RRH)并且第二收发机组是第二RRH，并且每个RRH每个都包括至少四个端口。第一天线是电连接到第一RRH的至少四个端口中的两个端口的第一极化天线，并且第二天线是电连接到第一RRH的至少四个端口中的两个端口的第二极化天线。第三天线是电连接到第二RRH的至少四个端口中的两个端口的第三极化天线，并且第四天线是电连接到第二RRH的至少四个端口中的两个端口的第四极化天线。

在一个实施例中，连接到第一收发机组的第一天线和连接到第二收发机组的第三天线一起利用天线交叉连接来向第一扇区提供冗余和分集。

在一个实施例中，第一天线和第二天线相遇而形成第一转角，并且第三天线和第四天线相遇而形成第二转角。第一外壳包括在第一转角处的第一枢轴点，第一枢轴点被配置为基于小区站点中的扇区的数目来调节第一天线与第二天线之间的角度。第二外壳包括在第二转角处的第二枢轴点，第二枢轴点被配置为基于小区站点中的扇区的数目来调节第三天线与第四天线之间的角度。

至少一个示例实施例涉及多频带多扇区小区站点天线。

在一个实施例中，该多频带多扇区小区站点天线包括第一高频带天线、第二高频带天线、第一低频带天线、以及单个外壳，该单个外壳覆盖第一高频带天线、第二高频带天线、以及第一低频带天线。第一高频带天线被配置为利用第一无线电波段并且被定向为服务于第一扇区，第一高频带天线电连接到第一高频带收发机组。第二高频带天线被配置为利用第一无线电波段并且被定向为服务于邻近第一扇区的第二扇区，第二高频带天线电连接到第一高频带收发机组。第一低频带天线被配置为利用低无线电波段并且被定向为服务于第一扇区，低频带天线电连接到低频带收发机组。

在一个实施例中，这些天线中的每个天线是双极化天线元件的阵列，这些双极化天线元件提供用于对信号的上行链路接收和对信号的下行链路发射中的一项或多项的两路分集。

附图说明

本发明将从本文在下面给出的详细描述和附图中变得更完全地被理解，其中相似的元件由相似的参考标号表示，它们仅通过说明的方式给出并且因此不是对本发明的限制，并且其中：

图1图示了不同的线性偶极天线阵列的布置。

图2A和2B图示了利用空间分集的常规天线安装。

图3图示了不同的交叉极化天线阵列的布置。

图4A图示了根据一个示例实施例的利用天线交叉连接的多扇区天线结构。

图4B图示了根据一个示例实施例的具有双端口的交叉极化天线的多扇区天线结构。

图5A图示了根据一个示例实施例的包含被配置为实现两路分集的至少两个多扇区天线结构的系统。

图5B图示了根据一个示例实施例的包含被配置为实现四路分集的至少两个多扇区天线结构的系统。

图6图示了根据一个示例实施例的多频带多扇区天线结构。

图7图示了包含根据一个示例实施例的至少两个多频带多扇区结构的系统的一个示例实施例。

图8图示了被配置为通过利用多个多频带多扇区天线结构来服务四(4)个扇区的多扇区小区站点天线安装。

图9图示了被配置为通过利用多个多频带多扇区天线结构来服务六(6)个扇区的多扇区小区站点天线安装。

应当注意，这些附图旨在图示出方法、结构的一般特性，和/或只是图示出某些示例实施例并且对下面提供的书面描述进行补充。这些示图是系统的架构框图，然而并没有按比例绘制并且可能没有精确地反映任何给定实施例的精确的结构特性或机械特性，并且不应当被解释为限定或者限制了由示例实施例涵盖的值的范围或性质。例如，阵列的相对尺寸和定位、和/或结构元件可以被缩小或放大以便清楚。在各个示图中对类似或相同的参考标号的使用旨在指示类似或相同的元件或特征的存在。

具体实施方式

尽管示例实施例能够有各种修改和替换形式，但是它们的实施例通过在示图中的示例的方式被示出并且将在本文中详细地被描述。然而，应该理解，没有意图将示例实施例限制为所公开的特定形式，而是相反地，示例实施例将覆盖落入权利要求的范围内的所有修改、等价物和替换物。贯穿对附图的描述，相似的标号指代相似的元件。

下面讨论的方法可以通过硬件、软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言、或者它们的任何组合来实施。当以软件、固件、中间件或微代码来实施时，用以执行必要任务的程序代码或代码段可以被存储在机器或计算机可读介质，诸如存储介质中。(多个)处理器、现场可编程门阵列(FGPA)或者专用集成电路(ASIC)可以执行必要的任务。

本文所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，以用于描述本发明的示例实施例的目的。然而，本发明可以用许多替换形式来具体化，并且不应当被解释为仅限制于本文所阐述的实施例。

将理解，尽管术语第一、第二等可能在本文中被用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语所限制。这些术语仅被用来将一个元件与另一元件区分开。例如，不偏离示例实施例的范围，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个项目的任何组合和所有组合。

将理解，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，它能够被直接连接或耦合到另一元件或者可能存在中间元件。相对照地，当元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一元件时，没有中间元件存在。被用来描述元件之间的关系的其他词语应当以相似的方式来解释(例如，“在……之间”相对于“直接在……之间”，“邻近”相对于“直接邻近”，等等)。

本文所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并且不意图为是对示例实施例的限制。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”意图为在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指明。将进一步理解，术语“包括”、“包括了”、“包含”和/或“包含了”在本文中被使用时，指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组的存在或添加。

还应当注意，在一些替换实施方式中，所提到的功能/动作可以不按附图中所指出的顺序发生。例如，连续示出的两个附图实际上可以并发地被执行，或者有时可以按相反的顺序被执行，这取决于所涉及的功能/动作。

除非另有定义，否则本文所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与示例实施例所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。将进一步理解，术语(例如，在通常使用的词典中定义的那些术语)应当被解释为具有与它们在相关领域的上下文中的含义相一致的含义，并且将不在理想化的或者过于正式的意义上被解释，除非本文明确地如此定义。

在软件、或算法和对计算机存储器内的数据位的操作的符号表示的方面，提出了示例实施例的各部分和对应的详细描述。这些描述和表示是本领域的普通技术人员通过它们而向本领域的其他普通技术人员有效地传达他们的工作的实质的描述和表示。算法，如该术语在这里被使用的，并且如它一般性地被使用的，被设想为导致期望结果的步骤的自恰序列。步骤是要求对物理量的物理操控的步骤。通常地，但并非必然地，这些量采取能够被存储、传送、组合、比较，以及以其他方式被操控的光信号、电信号或磁信号的形式。有时主要为了通常使用的原因，将这些信号称为比特、值、元素、符号、字符、项、数字等，已经被证明是方便的。

在以下的描述中，将参考动作和操作的符号表示(例如，以流程图的形式)来描述说明性实施例，它们可以被实施为程序模块或功能过程，包括例程、程序、对象、组件、数据结构等，它们执行特定的任务或者实施特定的抽象数据类型，并且可以使用已有的硬件在已有的网络元件处来实施。这种已有的硬件可以包括一个或多个中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路、现场可编程门阵列(FPGA)计算机等。

然而，应当牢记的是，所有的这些和类似术语都将与适当的物理量相关联，并且仅仅是应用于这些量的方便的标记。除非另有具体地陈述，或者如从讨论来看是明显的，诸如“处理”或“计算”或“运算”或“确定”或“显示”等的术语，指的是计算机系统或类似电子计算设备的动作和过程，它将计算机系统的寄存器和存储器内的被表示为物理量、电子量的数据操控和变换为计算机系统存储器或寄存器或其他这种信息存储、传输或显示设备内的被类似地表示为物理量的其他数据。

还要注意，传输介质可以是双绞线、同轴电缆、光纤、或者本领域已知的某种其他适合的传输介质。示例实施例不被这些方面限制为任何给定的实施方式。

在一个或多个示例实施例中，结构外壳包括至少两个天线，这两个天线每个都被配置为从一个共同的位置(例如，从两个邻近扇区相遇的“转角”)来服务两个邻近的分离扇区。包括至少两个结构外壳的布置的系统提供了分集和冗余，同时相比于常规的布置而言将结构外壳的总数目减少了至少一半，因此减少了成本和安装复杂性。

图4A图示了根据一个示例实施例的利用天线交叉连接(ACC)的多扇区天线结构。

在图4A中，多扇区天线结构400包括至少第一天线410、第二天线420、结构外壳430、RRH 440内的第一收发机组(例如，收发机的集合)、以及蜂窝杆450。第一天线410可以是第一元件的阵列，并且第二天线420可以是第二元件的阵列。天线被配置为从一个共同的位置(例如，从两个邻近扇区相遇的“转角”)使用RRH 440来提供去往和来自至少两个邻近扇区的信号的下行链路发射和上行链路接收两者。不是将天线阵列布置为面向相同方向并且服务相同扇区，而是该至少两个天线阵列410/420每个都被配置为，通过将阵列布置为从“转角”服务扇区来服务不同的扇区，并且每个阵列不同地进行指向以服务于至少两个邻近扇区中的一个扇区。例如，第一天线阵列410面向(并且服务)扇区1，并且第二天线阵列420面向(并且服务)扇区2。

RRH 440包括第一收发机组(例如，多个接收机和发射机)(未示出)。接收机将所接收的信号从RF信号转换为数字信号，这些数字信号通过共用公共无线电接口(CPRI)而被运送到基带单元(BBU)(未示出)。这些数字信号经常为光信号，并且BBU经常离RRH 440有显著的距离而定位。同样地，发射机将从BBU运送的射频(RF)信号发射给位于扇区内的用户设备(UE)(未示出)。RRH 440可以包括一个或多个收发机。

天线交叉连接

常规地，每个RRH控制扇区内的来自一个或多个天线的发射和接收。然而，RRH的失效可能导致扇区内的信号中断。相对照地，如图4A和4B中所示出的，在一个或多个示例实施例中，RRH 440在被称为天线交叉连接(ACC)的方案中连接到服务于不同扇区的天线阵列，即服务于扇区1的第一天线阵列410和服务于扇区2的第二天线阵列420。在ACC中，多个RRH连接到被用来支持邻近扇区的天线。因此，如果任何一个RRH失效，则仍然存在能够继续服务于该扇区的RRH和天线。因此，尽管覆盖由于每扇区的多个天线的损耗(分集接收或者MIMO发射的损耗)而可能劣化，但是覆盖并没有完全丧失。

天线阵列210/220可以是单端口线性天线阵列(用于SISO上行链路接收或SIMO下行链路发射)。例如，天线阵列210/220中的每个天线阵列可以是如图1中所图示的天线阵列110或天线阵列120。

同样地，天线阵列可以是双极化双端口天线，其中在BS处使用交叉极化天线用于从感兴趣的扇区的上行链路接收或者向感兴趣的扇区的下行链路发射。例如，这些天线阵列中的每个天线阵列可以具有如图3中所图示的交叉极化天线元件310或320。

图4B图示了根据一个示例实施例的具有双端口的交叉极化天线的多扇区天线结构400-b。

如图4B中所图示的，除了天线阵列410-b/420-b是双端口的交叉极化天线(其中每个天线阵列410-b/420-b是一对交叉极化天线阵列)之外，天线结构400-b具有与多扇区天线结构400相同的结构，这导致RRH 440-b经由一对电连接而被连接到每个天线阵列410-b/420-b。因此，虽然图4A的RRH 440被示出为经由单个连接而被连接到天线阵列410/420中的每个天线阵列，但是图4B中的RRH 440-b经由一对电连接(一个电连接用于天线阵列中的极化天线元件的每个阵列)而被连接到天线阵列410-b/4200b中的每个天线阵列。通过利用交叉极化天线，能够通过将两个互补的极化天线元件在单个天线中配对在一起而从每个天线结构400-b实现两路分集。因为多扇区天线结构400-b是双端口的交叉极化天线，所以多扇区天线结构400-b可以支持两个天线端口的连接。

结构外壳430可以由如下的材料制成，该材料对RF信号是透明的并且具有使该外壳充分坚固、防水和抗结冰的机械性质。在一些示例实施例中，RRH 440可以在结构外壳430的外部，并且因此结构外壳430可以包括在其表面上的端口以连接RRH 440。在其他示例实施例中，结构外壳430可以具有集成在其中的RRH 440。结构外壳的形状可以由小区的设计所支配，诸如小区是3-扇区、4-扇区、还是6-扇区小区，以及结构外壳430是否已经将RRH 440集成在其中。

图5A和5B图示了包含根据示例实施例的至少两个多扇区天线结构的系统。

如图5A中所示出的，系统500可以包括蜂窝杆550、被安装至它的至少第一多扇区天线结构500a和第二多扇区天线结构500b。多扇区天线结构500a/500b中的每个多扇区天线结构具有与多扇区天线结构400相同的结构。例如，多扇区天线结构500a/500b中的每个多扇区天线结构包含至少两个天线阵列，每个天线阵列服务于分离的邻近扇区并且两者都连接到相同的RRH(例如收发机组)。因此，第一多扇区天线结构500a包括第一RRH 540a，第一RRH 540a同时地经由第一天线阵列510a而服务于至少第一扇区(扇区1)并且经由第二天线阵列520a而服务于第二扇区(扇区2)。同样地，第二多扇区天线结构500b包括第二RRH 540b，第二RRH 540b同时地经由第一天线520b而服务于至少第一扇区并且经由第二天线510b而服务于第三扇区。如果使用ACC将信号适当地运送到基带单元(BBU)，则每个扇区由至少两个RRH服务。例如，第一扇区(扇区1)由连接到RRH 540a的天线510a并且由连接到RRH 540b的天线520b服务。

每个RRH能够向/从两个邻近的扇区发射/接收适当的信号。这导致每个扇区由至少两个RRH服务，从而在这些扇区中的每个扇区中提供了冗余。例如，第一扇区由RRH 540a和RRH 540b服务。

另外，如果该至少两个多小区天线结构500a/500b中的每个多小区天线结构被充分地间隔开水平距离D(例如，七至十个lambdaλ)，则可以在BBU上游实现两路分集。与图2A中所图示的空间分集的常规示例相对照，在图5A中所图示的示例实施例中，空间分集能够被实现，同时最小化结构外壳530a/530b的尺寸和数目。

同样地，如果该至少两个多小区天线结构中的每个多小区天线结构中的天线阵列是交叉极化天线，则极化分集可以被提供给每个扇区。因此，提供四个接收信号和/或四个发射信号(取决于天线是SIMO还是MIMO)导致了四路分集。

图5B图示了包含根据一个示例实施例的被配置为实现四路分集的至少两个多扇区天线结构的系统500-2。

如图5B中所图示的，除了系统500-2包含多小区天线结构500a-2/500b-2之外，系统500-2具有与系统500相同的结构，多小区天线结构500a-2/500b-2除了被充分间隔开以实现空间分集之外，每个还包括交叉极化天线。通过将交叉极化天线包括在系统500-2中，可以在BBU(未示出)上游实现四路分集。

如图5B中所图示的，除了多小区天线结构500a-2/500b-2的天线可以具有图4B中所图示的天线结构之外，多小区天线结构500a-2/500b-2具有与图5A中所图示的多小区天线结构500a/500b相同的结构，其中每个天线阵列是一对交叉极化天线元件并且RRH540a-2/540b-2经由一对电连接而每个都被连接到相应的天线阵列。因此，每个RRH 540a-2/540b-2具有连接到天线结构500a-2/500b-2中的相应一个天线结构的两对端口。因此，通过在一对交叉极化天线之间产生空间分集，在每个扇区中能够实现四路分集。

另外的多小区天线结构可以在系统500中被类似地布置而邻近于多扇区天线结构(500a/500b)，每个另外的结构的天线中的一半服务于一个扇区并且一半服务于下一邻近扇区。

在具有至少两个多扇区天线的结构的前述系统中，每个扇区由多个RRH服务，并且每个RRH服务于多个邻近扇区。这种配置提供了扇区内冗余以及分集两者。实现冗余是因为任何一个RRH的失效将影响两个邻近的扇区，而由于交叉连接，每个扇区将仍然使得其天线的至少一半由剩余可操作的RRH服务。进一步地，如果多扇区结构被恰当地间隔开以提供空间分集和/或每个结构包括利用交叉极化元件的天线，则可以实现分集。如果多扇区结构被恰当地间隔开以提供空间分集，并且每个结构包括利用交叉极化元件的天线，则可以实现四路分集。进一步地，因为每个多扇区结构服务于至少两个扇区，所以结构外壳的总数目减少了一半，从而降低了成本和安装的复杂性，同时提供了冗余和分集。

图6图示了根据一个示例实施例的多频带多扇区天线结构。

如图6中所示出的，多频带多扇区天线结构600包括至少第一高频带天线610、低频带天线615、第二高频带天线620、以及结构外壳630。多频带多扇区天线600可以被安装在蜂窝杆650上。第一和第二高频带天线(610/620)具有与第一天线410和第二天线420相同的结构，并且可以被配置为服务于1850-1990Mhz，也被称为个人通信服务(PCS)频带和高级无线服务(AWS)频带。例如，第一和第二高频带天线(610/620)被配置用于在高频带中对信号的(向UE的)下行链路发射以及(从UE的)上行链路接收两者，以使用高频带收发机(640)从一个共同的位置，例如，从两个邻近扇区相遇的“转角”，来支持两个邻近扇区。

低频带天线615可以被配置为服务于698-894MHz。低频带天线615被配置为，使用低频带收发机645使用低频带中的信号来提供(向UE的)下行链路发射以及(从UE的)上行链路接收两者。多频带多扇区天线结构600可以包括单个低频带天线615，低频带天线615是线性偶极天线或者双极化天线。因此，多频带多扇区天线结构600可能不包括从转角面向两个扇区的低频带元件，而是可能仅支持用于低频带的一个扇区(面)，这是因为在低频带频率范围中实现足够的分集所要求的空间距离可能使得难以实现空间分集。因此，每个转角的天线罩可能支持用于低频带的一个扇区(面)。通过将低频带阵列连同两个高频带阵列一起封装，相比于部署有分离的高频带外壳和低频带外壳而言，提高了封装效率，降低了总体尺寸、重量和成本。

图7图示了包含根据一个示例实施例的至少两个多频带多扇区结构的系统的一个示例实施例。

如图7所示出的，系统700可以包括蜂窝杆750以及安装至它的至少第一多频带多扇区天线结构700a和第二多频带多扇区天线结构700b。多频带多扇区天线结构700a/700b中的每个多频带多扇区天线结构具有与多频带多扇区天线结构600相同的结构。第一多频带多扇区天线结构700a包括第一高频带RRH 740a，第一高频带RRH 740a同时地经由第一高频带天线710a而服务于至少第一扇区(扇区1)并且经由第二高频带天线720a而服务于第二扇区(扇区2)。另外，第一多频带多扇区天线结构700a包括低频带RRH 745a，低频带RRH745a经由低频带天线715a而服务于第一和第二扇区中的一个扇区(例如，扇区1)。

第二多频带多扇区天线结构700b包括第二高频带RRH 740b，第二高频带RRH 740b同时地经由第一高频带天线710b而服务于至少第二扇区(扇区2)并且经由第二高频带天线720b而服务于第三扇区(扇区3)。另外，第二多频带多扇区天线结构700b包括低频带RRH 745b，低频带RRH 745b经由低频带天线715a而服务于第二和第三扇区中的一个扇区(例如，扇区2)。

另外的多频带多扇区天线结构可以被类似地布置在系统700中而邻近于该至少两个多频带多扇区天线结构(700a/700b)，每个结构的高频带天线中的一半服务于一个扇区并且一半服务于下一邻近扇区。

因此，多频带多扇区天线结构700a/700b中的每个多频带多扇区天线结构包含至少两个高频带天线阵列，每个高频带天线阵列服务于分离的邻近扇区，并且两者都连接到相同的高频带RRH。另外，多频带多扇区天线结构700a/700b中的每个多频带多扇区天线结构包括低频带天线，该低频带天线服务于邻近扇区中的一个扇区并且连接到低频带RRH。如果信号在上游被正确地排序，则每个高频带RRH(740a/740b)能够向/从两个邻近扇区发射/接收适当的信号，并且每个低频带RRH 745a/745b能够从这些邻近扇区中的一个扇区发射/接收信号。

这导致每个扇区由至少两个高频带RRH和至少一个低频带RRH服务，从而在这些扇区中的每个扇区中提供高频带冗余和低频带覆盖。例如，第一扇区由高频带RRH 740a、高频带RRH 740b和低频带RRH 745a服务。

进一步地，如果该至少两个多频带多扇区天线结构700a/700b中的每个多频带多扇区天线结构被充分地间隔开(例如，七至十个lambdaλ)，则多频带多扇区天线结构500a/500b可以在每个扇区内在高频带中提供空间分集。同样地，如果该至少两个多频带多扇区天线结构700a/700b中的每个多频带多扇区天线结构中的天线阵列是交叉极化天线，则可以在每个扇区内提供高频带和低频带两者中的极化分集。如果多频带多扇区结构被恰当地间隔开以提供空间分集，并且每个结构700a/700b包括利用交叉极化元件的高频带天线，则可以在高频带中实现四路分集。然而，在低频带中，优选使用低频带中的极化分集而不是空间分集，这是因为相比于利用对极化分集的使用而实现的分集而言，低频带天线将会需要大的水平空间分离来得到可观的分集。

多频带多扇区天线结构700a/700b中的每个多频带多扇区天线结构可以具有它们各自的集成到结构中的RRH。例如，第一多频带多扇区天线结构700a可以具有集成在外壳730a中的第一高频带RRH740b和第一低频带RRH 745a。可替换地，多频带多小区天线结构(700a/700b)中的每个多频带多小区天线结构可以具有在外壳的表面上的端口以从外部将RRH连接至它。

图8和9图示了用于在划分为多于3个扇区的小区中使用的多频带多扇区天线结构的示例实施例。

图8图示了被提供在蜂窝杆上的四(4)个多频带多扇区天线结构800a、800b、800c和800d。这种配置服务于四扇区的小区站点，其中每个扇区覆盖90度，而不是图1-5的三扇区的小区配置中的由每个多扇区天线结构覆盖的120度。

图9图示了六(6)个多频带多扇区结构900a、900b、900c、900d、900e和900f。这种配置服务于六扇区的小区站点，其中每个扇区覆盖60度。多频带多小区天线结构800a-d和900a-f中的每个多频带多小区天线结构具有与图6中所图示的多频带多小区天线结构600相同的内部组件。例如，多频带多小区天线结构800a-d/900a-f中的每个多频带多小区天线结构被配置为服务于两个邻近扇区，并且可以在这两个邻近扇区的RRH之间提供天线交叉连接(ACC)。交叉连接的RRH可以仅用于高频带天线，或者可以用于高频带天线和低频带天线两者。进一步地，如果结构被充分地间隔开(例如，七至十个lambdaλ)，则多频带多小区天线结构800a-d/900a-f可以提供高频带空间分集。同样地，如果高频带天线阵列是交叉极化的和/或低频带极化分集，如果低频带天线阵列是交叉极化的，则多频带多小区天线结构800a-d/900a-f可以提供高频带极化分集。然而，相比于多频带多小区天线结构800a-d/900a-f，多频带多小区天线结构800a-d/900a-f在天线阵列之间具有不同的角度。天线阵列之间的角度取决于小区被分为多少个扇区。在三(3)扇区的小区中，具有三(3)个多小区天线结构，诸如在图4-7中所图示的，天线阵列之间的角度可以是120度。在四(4)扇区的小区中，具有四(4)个多小区天线结构，诸如在图8中所图示的，天线阵列之间的角度可以是90度。因此，多频带多扇区天线结构800a-d中的天线阵列之间的角度可以是90度。在具有六(6)个多小区天线结构的六(6)扇区的小区中，诸如图9中所图示的，天线阵列之间的角度可以是60度。因此，多频带多扇区天线结构900a-f中的天线阵列之间的角度可以是60度。

多频带多小区天线结构在第一天线阵列与第二天线阵列之间可以具有固定的角度，或者可替换地，多频带多小区天线结构可以通过位于外壳(例如，天线罩)上的在第一天线阵列与第二天线阵列交叉点处的可调节枢轴825，而在第一天线阵列与第二天线阵列之间具有可调节的角度。

虽然已经特别地示出和描述了示例实施例，但是本领域的普通技术人员将理解，不脱离权利要求的精神和范围，在其中可以做出形式和细节上的变化。

Claims (10)

1.一种多扇区小区站点天线(400)，包括：

第一天线(410)，被定向为服务于第一扇区(扇区1)，所述第一天线电连接至第一收发机组(440)；

第二天线(420)，被定向为服务于邻近所述第一扇区的第二扇区(扇区2)，并且所述第二天线电连接至所述第一收发机组；以及

单个外壳(430)，覆盖所述第一天线和所述第二天线两者。

2.根据权利要求1所述的多扇区小区站点天线，其中

所述第一收发机组是远程无线电头端(RRH)并且包括至少四个端口，

所述第一天线是电连接至所述至少四个端口中的两个端口的第一双极化天线，并且

所述第二天线是电连接至所述至少四个端口中的两个端口的第二双极化天线。

3.根据权利要求1所述的多扇区小区站点天线，其中所述单个外壳是天线罩，并且所述第一天线和所述第二天线相遇而形成第一转角。

4.一种多扇区小区站点天线系统(500)，包括：

第一多扇区小区站点天线(500a)，包括：

第一天线(510a)，被定向为服务于第一扇区(扇区1)，所述第一天线电连接至第一收发机组(540a)；

第二天线(520a)，被定向为服务于第二扇区(扇区2)，所述第二扇区邻近所述第一扇区，所述第二天线电连接至所述第一收发机组；以及

第一外壳(530)，覆盖所述第一天线和所述第二天线两者；以及

第二多扇区小区站点天线(500b)，包括：

第三天线(520b)，被定向为服务于所述第一扇区，所述第三天线电连接至第二收发机组(540b)；

第四天线(510b)，被定向为服务于第三扇区(扇区3)，所述第四天线电连接至所述第二收发机组；以及

第二外壳(530b)，覆盖所述第三天线和所述第四天线两者。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述第一多扇区小区站点天线和所述第二多扇区小区站点天线在空间上分离开一个距离(D)，以使得对抗衰落的空间分集被提供用于所述第一扇区。

6.根据权利要求4所述的系统，其中

所述第一收发机组是第一远程无线电头端(RRH)，并且所述第二收发机组是第二RRH，并且每个RRH每个都包括至少四个端口，

所述第一天线是电连接至所述第一RRH的所述至少四个端口中的两个端口的第一极化天线，

所述第二天线是电连接至所述第一RRH的所述至少四个端口中的两个端口的第二极化天线，

所述第三天线是电连接至所述第二RRH的所述至少四个端口中的两个端口的第三极化天线，并且

所述第四天线是电连接至所述第二RRH的所述至少四个端口中的两个端口的第四极化天线。

7.根据权利要求4所述的系统，其中连接至所述第一收发机组的所述第一天线和连接至所述第二收发机组的第三天线一起利用天线交叉连接来向所述第一扇区提供冗余和分集。

8.根据权利要求4所述的系统，其中所述第一天线和第二天线相遇而形成第一转角，并且所述第三天线和第四天线相遇而形成第二转角，并且所述第一外壳包括：

在所述第一转角处的第一枢轴点，所述第一枢轴点被配置为基于所述小区站点中的扇区的数目来调节所述第一天线与所述第二天线之间的角度，并且

所述第二外壳包括在所述第二转角处的第二枢轴点，所述第二枢轴点被配置为基于所述小区站点中的扇区的数目来调节所述第三天线与所述第四天线之间的角度。

9.一种多频带多扇区小区站点天线(600)，包括：

第一高频带天线(610)，被配置为利用第一无线电波段并且被定向为服务于第一扇区(扇区1)，所述第一高频带天线电连接至第一高频带收发机组(640)；

第二高频带天线(620)，被配置为利用所述第一无线电波段并且被定向为服务于邻近所述第一扇区的第二扇区(扇区2)，所述第二高频带天线电连接至所述第一高频带收发机组；

第一低频带天线(615)，被配置为利用低无线电波段并且被定向为服务于所述第一扇区，所述低频带天线电连接至低频带收发机组(645)；以及

单个外壳(630)，覆盖所述第一高频带天线、所述第二高频带天线、和所述第一低频带天线。

10.根据权利要求9所述的多扇区小区站点天线，其中所述天线中的每个天线是双极化天线元件的阵列，所述双极化天线元件提供用于对信号的上行链路接收和对信号的下行链路发射中的至少一项的两路分集。