技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明通常涉及無線通信的領(lǐng)域；且更具體地，涉及通信網(wǎng)絡(luò)和當(dāng)波束轉(zhuǎn)向技術(shù)經(jīng)由模態(tài)天線系統(tǒng)在通信節(jié)點和無線用戶上被使用以增加系統(tǒng)容量并減輕其間的干擾時被給予這些網(wǎng)絡(luò)的提高。

背景技術(shù)：

在無線通信的領(lǐng)域中，最近的技術(shù)進(jìn)步包括多模有源天線或“模態(tài)天線”的出現(xiàn)。模態(tài)天線是能夠在多個天線模式之間被主動重新配置的單端口天線，其中模態(tài)天線以在多個天線模式的每個中的不同的輻射方向圖為特征。通過使用能夠產(chǎn)生不同的輻射方向圖的模態(tài)天線，可能利用在不同的模式中用于引導(dǎo)波束以具有在優(yōu)勢干擾方向上的零訊號同時保持在期望方向上的增益的天線零和波瓣的現(xiàn)有知識。在標(biāo)題為“ANTENNA AND METHOD FOR STEERING ANTENNA BEAM DIRECTION”、于2011年3月22日發(fā)布的美國專利號7,911,402中提供了模態(tài)天線的結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)的例子；其內(nèi)容特此通過引用被并入并被概括如下：

圖1示出包括放置在地平面108上的隔離磁偶極子TM(IMD)元件104、耦合到第一有源元件113的第一寄生元件112和耦合到第二有源元件117的第二寄生元件116的模態(tài)天線100的例子。有源元件113和117可包括使寄生元件112和116電連接(短路)到地平面108或使寄生元件112和116與地平面108斷開(開路)的開關(guān)。這個結(jié)構(gòu)允許具有相應(yīng)于第一狀態(tài)和第二狀態(tài)的公共頻率的兩種不同的操作模式，在第一狀態(tài)中，寄生元件112和116被短路到地，而在第二狀態(tài)中，寄生元件112和116是斷開的。

圖2(a)示出在第一狀態(tài)中的與天線100相關(guān)的輻射方向圖204；以及圖2(b)示出在第二狀態(tài)中的輻射方向圖208，其示出與輻射方向圖204比較的在方向上的90度移動。因此，通過控制模態(tài)天線100的有源元件113和117，可在同一頻率下得到兩個操作模式?？赏ㄟ^合并例如在用于可變控制的有源元件中的可調(diào)諧元件和用于匹配的額外有源元件來為三個或更多個多模操作來擴展控制方案。此外，雖然耦合到開關(guān)的寄生元件在開關(guān)被(i)短路或(ii)斷開時將展示兩個調(diào)諧狀態(tài)，耦合到可變控制有源元件例如可調(diào)諧電容器或類似的可調(diào)諧元件的另一寄生元件將能夠具有三個或更多個離散調(diào)諧狀態(tài)，且因而產(chǎn)生的天線將能夠在多個相應(yīng)的天線模式當(dāng)中調(diào)諧。這些有源元件的例子包括開關(guān)、可調(diào)諧電容器、可調(diào)諧移相器、二極管、微機電系統(tǒng)(MEMS)開關(guān)、MEMS可調(diào)諧電容器和晶體管，包括金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)、金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MESFET)、贗高電子遷移率晶體管(pHEMT)、異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)或其它適當(dāng)?shù)募夹g(shù)。

雖然上面提供了某些例子，應(yīng)認(rèn)識到，術(shù)語“模態(tài)天線”意欲包括配置成產(chǎn)生多個不同的輻射方向圖的任何單端口天線系統(tǒng)，每個輻射方向圖相應(yīng)于多個可能的天線模式的唯一模式。注意，模態(tài)天線當(dāng)在第一模式中時以第一天線輻射方向圖為特征，而當(dāng)在第二模式中時以第二且不同的天線輻射方向圖為特征。還注意，模態(tài)天線在任何給定的時間將只產(chǎn)生單模式和相應(yīng)的輻射方向圖，但模態(tài)天線可及時改變天線模式以改變天線的輻射方向圖。

為了本文的目的，術(shù)語“天線輻射方向圖”被定義為：由天線根據(jù)遠(yuǎn)離天線的方向輻射的功率的變化。

現(xiàn)在，在模態(tài)天線的上面理解的情況下，我們描述通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)現(xiàn)狀。

為了本文的目的，“通信網(wǎng)絡(luò)”包括：通信節(jié)點的一個或多個子網(wǎng)絡(luò)和配置成與通信節(jié)點通信的無線通信設(shè)備。通信系統(tǒng)可包括在單個房間、建筑物、城市街區(qū)或其它空間內(nèi)的通信節(jié)點和無線設(shè)備的分總體。

術(shù)語“子網(wǎng)絡(luò)”被定義為：一組互連的通信節(jié)點和無線通信設(shè)備。

術(shù)語“通信節(jié)點”被定義為中央連接點，一個或多個無線通信設(shè)備通過中央連接點來進(jìn)行通信以形成網(wǎng)絡(luò)。通信節(jié)點可包括例如WiFi接入點(AP)或蜂窩基站收發(fā)機(BST)，包括也被稱為“小小區(qū)站點”或“個人基站”的微型蜂窩基站收發(fā)機(mBST)。

術(shù)語“無線通信設(shè)備”被定義為配置成通過無線網(wǎng)絡(luò)連接與一個或多個其它設(shè)備通信的任何設(shè)備。無線通信設(shè)備可包括“移動設(shè)備”，例如手機、平板計算機或膝上型計算機，其為便攜式的。無線通信設(shè)備的另一例子包括非便攜式或“固定”的無線計算機塔。術(shù)語“移動用戶設(shè)備”和“移動設(shè)備”是包括移動或便攜式的那些設(shè)備的無線通信設(shè)備的組的子集。

蜂窩網(wǎng)絡(luò)和無線局域網(wǎng)(WLAN)現(xiàn)在在社會中是普遍的，并發(fā)展到中到高數(shù)據(jù)速率傳輸連同語音通信在大地區(qū)之上和整個城市區(qū)域中是穩(wěn)定和可靠的水平。移動用戶設(shè)備進(jìn)展到不僅提供語音通信和低數(shù)據(jù)速率文本和電子郵件服務(wù)而且提供高數(shù)據(jù)速率互聯(lián)網(wǎng)連接的程度。移動設(shè)備的連續(xù)采用和蜂窩網(wǎng)絡(luò)的新用途例如機器到機器(M2M)應(yīng)用的引入將關(guān)于在從一年到下一年較高數(shù)據(jù)速率和較少的服務(wù)中斷方面提供一致的服務(wù)和改進(jìn)的服務(wù)的壓力置于蜂窩系統(tǒng)上。類似的擁塞可存在于WLAN網(wǎng)絡(luò)上，其中，大量用戶將壓力置于系統(tǒng)上。尋求連續(xù)的改進(jìn)以提高通信系統(tǒng)可靠性以及通信節(jié)點和利用這些節(jié)點的移動設(shè)備的更好的命令和控制。

發(fā)明概述

因此本發(fā)明的一個方面是以構(gòu)成通信系統(tǒng)的通信節(jié)點的改進(jìn)的管理和使這些網(wǎng)絡(luò)的多個移動設(shè)備用戶同步的增加的靈活性來提供改進(jìn)的通信系統(tǒng)。

在本公開中，使用模態(tài)天線技術(shù)來優(yōu)化通信網(wǎng)絡(luò)，其中多個通信節(jié)點連同包括用戶基站的移動和固定無線通信設(shè)備一起與彼此同步。通信節(jié)點和無線通信設(shè)備中的一個或多個包括至少一個相應(yīng)的模態(tài)天線的情況下，網(wǎng)絡(luò)適合于在無線用戶當(dāng)中的通信鏈路的動態(tài)優(yōu)化。節(jié)點到用戶吞吐量、節(jié)點到節(jié)點吞吐量以及在節(jié)點和無線用戶當(dāng)中的干擾特征每個作為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)被優(yōu)化以增加通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)容量和可靠性。由模態(tài)天線提供的多個輻射方向圖提供網(wǎng)絡(luò)級同步的參數(shù)多態(tài)以提高通信系統(tǒng)性能。

附圖的簡要說明

圖1示出模態(tài)天線的例子。

圖2(a)示出在第一狀態(tài)中的與圖1的天線相關(guān)的輻射方向圖。

圖2(b)示出在第二狀態(tài)中的與圖1的天線相關(guān)的輻射方向圖，其示出與輻射方向圖比較的在方向上的90度移動。

圖3示出具有三個節(jié)點和四個通信設(shè)備的通信網(wǎng)絡(luò)；至少一個節(jié)點包括模態(tài)天線和用于優(yōu)化與多個通信設(shè)備的通信鏈路的算法。

圖4示出信號數(shù)據(jù)矩陣(數(shù)據(jù)的矩陣)的例子，其中信號級數(shù)據(jù)為各種節(jié)點和設(shè)備填充于模態(tài)天線的多個模式當(dāng)中。

圖5示出用于優(yōu)化鏈路質(zhì)量并減少在模態(tài)天線通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)備和節(jié)點當(dāng)中的干擾的方法。

圖6示出具有三個通信節(jié)點和四個無線通信設(shè)備的通信網(wǎng)絡(luò)；多個節(jié)點和設(shè)備每個包含模態(tài)天線。

圖7示出具有從多個節(jié)點和設(shè)備傳播的數(shù)據(jù)的多個信號數(shù)據(jù)矩陣。

圖8示出用于優(yōu)化鏈路質(zhì)量并減少在模態(tài)天線通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)備和節(jié)點當(dāng)中的干擾的另一方法。

圖9A示出位于靠近墻壁或障礙物處的通信節(jié)點；外部天線用于對接入點或基本終端發(fā)射和/或接收；相對于障礙物或墻壁的天線位置將影響天線的性能。

圖9B是關(guān)于圖9A的通信節(jié)點的天線增益與離障礙物的天線位置的關(guān)系曲線圖。

圖10示出包含能夠產(chǎn)生多個輻射方向圖的模態(tài)天線的通信；四個輻射方向圖(模式)被示出。

圖11示出與圖10的模態(tài)天線的四個模式相關(guān)的相應(yīng)的天線輻射方向圖的二維曲線。

圖12示出在建筑物中操作的通信網(wǎng)絡(luò)；其中通信網(wǎng)絡(luò)的一個節(jié)點連接到在建筑物外部的基本終端并將信息來回分程傳送到位于建筑物中的其它節(jié)點。

圖13示出在公寓房間中操作的通信網(wǎng)絡(luò)，其中通信節(jié)點安裝在建筑物的地板上并與被標(biāo)記為E1到E5的五個通信設(shè)備耦合。

圖14示出在圖13中的通信鏈路根據(jù)時間的衰減剖面。

圖15A示出在占據(jù)設(shè)定的帶寬的通信網(wǎng)絡(luò)中使用的信號的頻率響應(yīng)。

圖15B示出圖15A的這個頻域信號的時域響應(yīng)。

圖15C示出四個輻射模式的傳播信道特征的時域曲線圖。

詳細(xì)描述

在下面的描述中，為了解釋而不是限制的目的，闡述了細(xì)節(jié)和描述，以便根據(jù)所示實施方式提供對本發(fā)明的徹底理解。然而，對本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將明顯的是，可在偏離這些細(xì)節(jié)和描述的其它實施方式中實施本發(fā)明而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。下面參考附圖描述所示實施方式，其中例證性特征由參考數(shù)字表示。

在本文描述了通信網(wǎng)絡(luò)，其中波束轉(zhuǎn)向天線技術(shù)在通信節(jié)點和移動和固定設(shè)備處以模態(tài)天線技術(shù)的形式實現(xiàn)。模態(tài)天線通常是能夠產(chǎn)生多個輻射方向圖的單端口天線系統(tǒng)，其中輻射模式在與彼此比較時去相關(guān)。對在通信網(wǎng)絡(luò)上的每個移動和固定設(shè)備測量傳播鏈路特征，每個設(shè)備的每輻射模式的鏈路特征被傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中的一個或幾個節(jié)點。網(wǎng)絡(luò)確定在網(wǎng)絡(luò)上的每個移動和固定設(shè)備的最佳輻射模式以提供在移動和固定設(shè)備和節(jié)點之間的最佳數(shù)據(jù)傳輸以及在移動和固定設(shè)備與其它移動和固定設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸。在移動和固定設(shè)備的輻射模式選擇過程期間考慮并應(yīng)對在網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備的干擾特征。

一個實施方式包括由多個通信節(jié)點組成的模態(tài)通信網(wǎng)絡(luò)，多個節(jié)點擁有能夠產(chǎn)生多個輻射模式的模態(tài)天線。使用這個模態(tài)通信網(wǎng)絡(luò)的多個移動和固定通信設(shè)備還配置有能夠產(chǎn)生多個輻射模式的模態(tài)天線。每個節(jié)點勘查在周圍地區(qū)中或在范圍內(nèi)的通信設(shè)備，并確定在節(jié)點處的模態(tài)天線和在通信設(shè)備處的模態(tài)天線的輻射模式，用于在其間的最佳通信鏈路性能。使用擁有模態(tài)天線的模態(tài)通信網(wǎng)絡(luò)的每個通信設(shè)備進(jìn)行包括并使用模態(tài)通信網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點和通信設(shè)備的勘查。在通信設(shè)備和節(jié)點和從一個通信設(shè)備到其它通信設(shè)備的干擾信號之間的通信鏈路質(zhì)量被記錄和記入日志，且這個信息作為信號數(shù)據(jù)從每個通信設(shè)備傳輸?shù)揭粋€或多個節(jié)點。模態(tài)通信控制單元包含具有算法的處理器，該算法收集并分析關(guān)于與在使用網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點和通信設(shè)備處的模態(tài)天線的輻射模式有關(guān)的鏈路質(zhì)量的信息。算法基于系統(tǒng)度量例如容量、吞吐量、接收信號強度指示(RSSI)、信道質(zhì)量指示(CQI)和其它參數(shù)來作出決策以提供最佳系統(tǒng)性能。模態(tài)天線模式選擇由該算法作出，且這個信息被傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點以及通信設(shè)備。每個節(jié)點和設(shè)備接著在優(yōu)選模式(也被稱為“操作模式”)中配置相應(yīng)的模態(tài)天線。

在另一實施方式中，一個節(jié)點被選擇為與模態(tài)通信控制單元通過接口連接的主節(jié)點。主節(jié)點用于將模態(tài)天線模式選擇發(fā)送到通信系統(tǒng)中的其它節(jié)點以及網(wǎng)絡(luò)上的通信設(shè)備。

在另一實施方式中，固定位置通信設(shè)備連接到模態(tài)通信系統(tǒng)，且在固定位置設(shè)備中的集成模態(tài)天線系統(tǒng)的輻射模式被測試以確定當(dāng)與節(jié)點通信時使用的最佳模式。在固定位置設(shè)備中的多個輻射模式的使用提供選擇在固定位置設(shè)備和它可通信的節(jié)點的周圍地區(qū)中的傳播環(huán)境的最佳模式的能力。最佳輻射模式被選擇并用于按節(jié)點通信。其它模式的周期性采樣被執(zhí)行以驗證最佳模式被使用。其它可用模式的周期性采樣提供針對傳播信道中的變化來補償天線系統(tǒng)特征的能力。

在另一實施方式中，模態(tài)通信網(wǎng)絡(luò)可與另一通信網(wǎng)絡(luò)例如在3G或4G協(xié)議下操作的蜂窩網(wǎng)絡(luò)通過接口連接。模態(tài)通信網(wǎng)絡(luò)可以是專用建筑物內(nèi)鏈路，其中多個通信設(shè)備和節(jié)點分散在建筑物內(nèi)。這個專用建筑物內(nèi)鏈路可在WLAN協(xié)議上操作或可在私有安全通信系統(tǒng)上操作。一個或多個節(jié)點可在蜂窩網(wǎng)絡(luò)操作于的頻帶和協(xié)議下操作，并可提供在蜂窩網(wǎng)絡(luò)和模態(tài)通信網(wǎng)絡(luò)之間的通信鏈路。被分配來與蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信的節(jié)點包含雙頻或多頻的模態(tài)天線，使得節(jié)點可與蜂窩系統(tǒng)通信并將數(shù)據(jù)分程傳送到模態(tài)通信網(wǎng)絡(luò)上的通信設(shè)備。模態(tài)天線可選擇與蜂窩網(wǎng)絡(luò)最佳地通過接口連接的輻射模式，并接著通過選擇與建筑物內(nèi)設(shè)備最佳地通過接口連接的模態(tài)通信網(wǎng)絡(luò)輻射模式來發(fā)送到模態(tài)通信網(wǎng)絡(luò)上的建筑物內(nèi)設(shè)備。這種類型的通信網(wǎng)絡(luò)可提供建筑物內(nèi)應(yīng)用的提高的傳輸性能。

在另一實施方式中，通信網(wǎng)絡(luò)包括：一個或多個通信節(jié)點，其中節(jié)點由能夠傳輸并接收數(shù)據(jù)的通信電路組成；一個或多個通信設(shè)備，其中通信設(shè)備包括能夠傳輸或接收數(shù)據(jù)的通信電路；以及通信控制單元；其中一個或多個節(jié)點包括模態(tài)天線，其中模態(tài)天線能夠產(chǎn)生多個輻射模式，每個輻射模式具有在每個模式處的不同輻射方向圖。通信控制單元包含算法，其實現(xiàn)輻射模式選擇過程以通過為具有模態(tài)天線的節(jié)點選擇輻射模式來優(yōu)化在節(jié)點和通信設(shè)備之間的通信鏈路。

通信系統(tǒng)可包括包含被分配有主控制狀態(tài)的模態(tài)天線的節(jié)點之一(被稱為主節(jié)點)，其中主節(jié)點負(fù)責(zé)其它節(jié)點和通信設(shè)備的控制。主節(jié)點將監(jiān)控在節(jié)點到節(jié)點、通信設(shè)備到節(jié)點和/或通信設(shè)備到通信設(shè)備之間的通信鏈路性能。

在某些實施方式中，主節(jié)點建立與第二通信網(wǎng)絡(luò)的連接，與第一通信網(wǎng)絡(luò)比較，這個第二通信網(wǎng)絡(luò)在不同的頻率、調(diào)制方案和/或協(xié)議下操作。主節(jié)點從第二通信網(wǎng)絡(luò)接收并傳輸數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到與第一通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的節(jié)點和/或通信設(shè)備或從與第一通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的節(jié)點和/或通信設(shè)備接收數(shù)據(jù)。

在另一實施方式中，主節(jié)點從與第二通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的節(jié)點接收數(shù)據(jù)并使用第一通信網(wǎng)絡(luò)來將這個數(shù)據(jù)傳輸?shù)脚c第一通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的通信設(shè)備或節(jié)點。從主節(jié)點接收數(shù)據(jù)的節(jié)點或通信設(shè)備使用第一通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆诘谝煌ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)上的另一節(jié)點或通信設(shè)備。

在另一實施方式中，主節(jié)點包含與第一通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的第一模態(tài)天線和與第二通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的第二模態(tài)天線。

在另一實施方式中，一個或多個通信設(shè)備每個包含模態(tài)天線，其中模態(tài)天線系統(tǒng)能夠產(chǎn)生多個輻射模式。通信設(shè)備的模態(tài)天線對于通信設(shè)備的模態(tài)天線系統(tǒng)的多個輻射模式測量在通信設(shè)備和一個或多個節(jié)點之間的通信鏈路性能。輻射模式的通信鏈路性能傳輸?shù)揭粋€或多個節(jié)點，其將信息分程傳遞到通信控制單元。通信控制單元包含算法，其實現(xiàn)輻射模式選擇過程以通過為在通信設(shè)備和節(jié)點處的模態(tài)天線正確地選擇輻射模式來優(yōu)化在節(jié)點和通信設(shè)備之間的通信鏈路。

在另一實施方式中，通信網(wǎng)絡(luò)包括：多個通信節(jié)點以及通信控制單元；其中一個或多個節(jié)點包括模態(tài)天線，其中模態(tài)天線能夠產(chǎn)生多個輻射模式，每個輻射模式具有在每個模式處的不同輻射方向圖。通信控制單元包含算法，其實現(xiàn)輻射模式選擇過程以通過為具有模態(tài)天線的節(jié)點選擇輻射模式來優(yōu)化在節(jié)點和通信設(shè)備之間的通信鏈路。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖：

圖3示出具有三個接入點或節(jié)點101a、101b、101c和四個通信設(shè)備102a、102b、102c、102n的通信網(wǎng)絡(luò)100。一個或多個節(jié)點每個包含用于建立與多個通信設(shè)備的通信鏈路的模態(tài)天線。對于在節(jié)點和通信設(shè)備中的模態(tài)天線，測量并存儲通信鏈路質(zhì)量數(shù)據(jù)。在節(jié)點之一中托管的算法103用于比較在節(jié)點和設(shè)備之間實現(xiàn)的信號水平，用于確定潛在的鏈路質(zhì)量提高。如果提高是可得到的，則算法在將用于將模態(tài)天線配置在它們的優(yōu)選模式中的指令傳遞到包含模態(tài)天線的設(shè)備和節(jié)點以用于優(yōu)化鏈路性能并最小化在通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的干擾之前選擇優(yōu)選的模式。

圖4示出信號數(shù)據(jù)矩陣(數(shù)據(jù)的矩陣)的例子，其中信號級數(shù)據(jù)為各種節(jié)點和設(shè)備填充于模態(tài)天線的多個模式當(dāng)中。在這里，節(jié)點被標(biāo)記為AP1到APn，且設(shè)備被標(biāo)記為設(shè)備1到設(shè)備n。

圖5示出用于優(yōu)化鏈路質(zhì)量并減少在模態(tài)天線通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)備和節(jié)點當(dāng)中的干擾的方法。

圖6示出具有三個通信節(jié)點101a、101b、101c和四個通信設(shè)備102a、102b、102c、102n的通信網(wǎng)絡(luò)100。節(jié)點包含用于建立與多個通信設(shè)備的通信鏈路的模態(tài)天線。對于在通信設(shè)備到通信設(shè)備以及通信設(shè)備到節(jié)點和節(jié)點到節(jié)點之間的鏈路的模態(tài)天線，測量并存儲通信鏈路質(zhì)量數(shù)據(jù)。這個數(shù)據(jù)用于填充信號數(shù)據(jù)矩陣，以及為了各種節(jié)點和設(shè)備，可組合多個數(shù)據(jù)矩陣，如圖7所示。

圖8示出用于優(yōu)化鏈路質(zhì)量并減少在模態(tài)天線通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)備和節(jié)點當(dāng)中的干擾的另一方法。

圖9A示出位于靠近墻壁或障礙物處的通信節(jié)點，例如接入點或基本終端。外部天線用于對接入點或基本終端發(fā)射和/或接收。在天線和墻壁或障礙物(D₁)、節(jié)點和墻壁或障礙物(D₂)、彎曲的外部天線(D₃)之間的距離每個被示出。相對于障礙物或墻壁的天線位置將影響天線的性能。

圖9B是天線增益與離障礙物的天線位置的關(guān)系曲線圖。

圖10示出包含模態(tài)天線的通信節(jié)點。模態(tài)天線是能夠產(chǎn)生模態(tài)天線的多個模式中的每個的不同輻射方向圖的單端口天線。嵌在基本終端或接入點中的模態(tài)天線的四個輻射方向圖模式M1、M2、M3和M4每個被示出。模態(tài)天線(多個輻射模式可在該模態(tài)天線處產(chǎn)生)可集成在接入點或終端的內(nèi)部，且輻射模式可被選擇以優(yōu)化環(huán)境的相應(yīng)輻射方向圖。

圖11示出相應(yīng)于圖10的模態(tài)天線的模式M1到M4的輻射方向圖的二維曲線圖。注意，可通過將天線配置在四個所示模式之一中來在期望方向上引導(dǎo)增益最大值和零。

圖12示出在建筑物中操作的通信網(wǎng)絡(luò)。除了與外部設(shè)備例如如所示的手機通信以外，蜂窩網(wǎng)絡(luò)還能夠監(jiān)控建筑物通信。通信網(wǎng)絡(luò)的一個節(jié)點連接到在建筑物外部的蜂窩基站收發(fā)機并將信息來回分程傳送到位于建筑物中的其它節(jié)點。節(jié)點E₁連接到蜂窩網(wǎng)絡(luò)。因為E₁是網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點網(wǎng)關(guān)，節(jié)點E₁有規(guī)律地與網(wǎng)絡(luò)同步。E₂可被實現(xiàn)為子節(jié)點；根據(jù)來自E₁的請求來優(yōu)化鏈路L₁或L₃。

圖13示出安裝在建筑物(公寓房間)的地板上并與被標(biāo)記為E1到E5的五個通信設(shè)備耦合的接入點。圖14示出通信鏈路根據(jù)時間的衰減剖面。

圖15A示出在占據(jù)設(shè)定的帶寬的通信網(wǎng)絡(luò)中使用的信號的頻率響應(yīng)。

圖15B示出圖15A的這個頻域信號的時域響應(yīng)。

圖15C示出四個輻射模式的傳播信道特征的時域曲線圖。

雖然本文檔包含很多細(xì)節(jié)，這些不應(yīng)被解釋為對本發(fā)明的范圍或可被主張的內(nèi)容的限制，而更確切地作為本發(fā)明的特定實施方式所特有的特征的描述。在本文檔中在單獨的實施方式的上下文中所述的某些特征也可在單個實施方式中組合地實現(xiàn)。相反，在單個實施方式中所述的各種特征也可在多個實施方式中單獨地或在任何適當(dāng)?shù)淖咏M合中實現(xiàn)。而且，雖然特征在上面被描述為在某些組合中起作用且甚至最初以那種方式被組合，來自所主張的組合的一個或多個特征可在一些情況下從組合被運用，且所主張的組合可指向子組合或子組合的變形。

工業(yè)實用性

所主張的發(fā)明通常可應(yīng)用于無線通信網(wǎng)絡(luò)，且對優(yōu)化鏈路性能和最小化在這樣的通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)備和節(jié)點當(dāng)中的干擾特別有用。