專利名稱：一種基于有源天線的通信系統(tǒng)組網(wǎng)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體而言，涉及一種基于有源天線的通信系統(tǒng)組網(wǎng)方法及
>J-U裝直。
背景技術(shù)：
隨著移動終端和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的高速增長，未來的無線通信網(wǎng)絡(luò)對于數(shù)據(jù)傳輸速率、系統(tǒng)容量以及地區(qū)的連續(xù)覆蓋等方面的要求越來越高。和傳統(tǒng)基站系統(tǒng)相比，有源天線將傳統(tǒng)基站的射頻部分和天線組合成一個整體，采用多通道的射頻和天線陣子配合，實現(xiàn)空間波束成型，完成射頻信號的收發(fā)。從無線通信系統(tǒng)應(yīng)用來看，有源天線具有非常靈活的空間波束控制能力，能夠針對不同的應(yīng)用場景靈活調(diào)整空間波束形狀和能力，這一特點對于 無線通信系統(tǒng)組網(wǎng)具有顯著的優(yōu)勢。在有源天線的實際應(yīng)用中，通常采用水平扇區(qū)化或垂直扇區(qū)化特性來提高系統(tǒng)容量，即通過有源天線產(chǎn)生N(N> 2)個水平或垂直方向上的波束，將原先的一個扇區(qū)拆分成N個扇區(qū)，系統(tǒng)頻譜資源相當于原來的N倍，在不增加站點或天線等設(shè)備的前提下，對于一些特定場景能夠有效提升系統(tǒng)容量。然而，水平扇區(qū)化、垂直扇區(qū)化應(yīng)用場景下，通過有源天線產(chǎn)生的多波束將空間切分為相應(yīng)的多個小區(qū)的方法也帶來了一系列的問題。首先空間波束在水平或垂直方向上的可調(diào)空間有限，特別是垂直方向，一般不到20度，波束間的隔離度無法做到很好，在波束交疊區(qū)存在著較強的同頻干擾；尤其的，對于城區(qū)復雜場景，由于存在著豐富的多徑效果，波束間的隔離度更加難以區(qū)分，會產(chǎn)生更多更復雜的波束交疊區(qū)。如果波束交疊區(qū)的干擾過強，由扇區(qū)數(shù)增加帶來的系統(tǒng)容量上的提升就會大大減弱；另一方面，對于相鄰小區(qū)控制信道間的干擾問題比較敏感的系統(tǒng)，水平扇區(qū)化、垂直扇區(qū)化應(yīng)用場景下不僅無法增強控制信道的抗干擾能力，而且由于扇區(qū)數(shù)和交疊區(qū)的增加，會帶來更多更復雜的干擾問題，制約了數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)傳輸率，進一步壓縮了系統(tǒng)容量的增益；最后，扇區(qū)數(shù)和交疊區(qū)增加的同時也帶來了更復雜的切換策略，增加了系統(tǒng)復雜度，同樣也影響了系統(tǒng)性能的提升。針對相關(guān)技術(shù)中有源天線應(yīng)用中出現(xiàn)的干擾和切換問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
針對相關(guān)技術(shù)中有源天線應(yīng)用中出現(xiàn)的干擾和切換問題，本發(fā)明提供了一種基于有源天線的通信系統(tǒng)組網(wǎng)方法及裝置，以至少解決上述問題。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種基于有源天線的通信系統(tǒng)組網(wǎng)方法，包括設(shè)置有源天線產(chǎn)生多個波束；將所述多個波束覆蓋同一小區(qū)。優(yōu)選地，將所述多個波束覆蓋同一小區(qū)包括選擇所述多個波束中的至少一個波束與所述小區(qū)中的用戶進行信號傳輸。優(yōu)選地，選擇所述多個波束中的至少一個波束與所述小區(qū)中的用戶進行信號傳輸包括選擇所述多個波束中的至少一個波束向所述用戶發(fā)射下行鏈路信號。
優(yōu)選地，選擇所述多個波束中的至少一個波束向所述用戶發(fā)射下行鏈路信號包括根據(jù)所述用戶上報的下行信號測量信息和/或基站檢測的上行信號測量信息，選擇所述多個波束中的至少一個波束向所述用戶發(fā)射下行鏈路信號。優(yōu)選地，根據(jù)所述用戶上報的下行信號測量信息和/或基站檢測的上行信號測量信息選擇所述多個波束中的至少一個波束向所述用戶發(fā)射下行鏈路信號包括通過所述用戶上報的下行信號測量信息和/或基站檢測的上行信號測量信息獲取到所述多個波束的信號質(zhì)量；選擇所述多個波束中所述信號質(zhì)量優(yōu)于或等于第一閾值的波束向所述用戶發(fā)射下行鏈路信號。優(yōu)選地，選擇所述多個波束中的至少一個波束向所述用戶發(fā)射下行鏈路信號包括選擇所述多個波束中接收所述用戶的上行鏈路信號的波束向所述用戶發(fā)射所述下行鏈
路信號。 優(yōu)選地，選擇所述多個波束中的至少一個波束與所述小區(qū)中的用戶進行信號傳輸包括選擇所述多個波束中的至少一個波束接收所述用戶的上行鏈路信號，并將所述至少一個波束接收到的所述用戶的上行鏈路信號進行合并處理。優(yōu)選地，選擇所述多個波束中的至少一個波束接收所述用戶的上行鏈路信號包括根據(jù)基站檢測的上行信號測量信息選擇所述多個波束中的至少一個波束接收所述用戶的上行鏈路信號。優(yōu)選地，根據(jù)基站檢測的上行信號測量信息選擇所述多個波束中的至少一個波束接收所述用戶的上行鏈路信號包括通過所述基站檢測的上行信號測量信息獲取到所述多個波束的信號質(zhì)量；選擇所述多個波束中所述信號質(zhì)量優(yōu)于或等于第二閾值的波束接收所述用戶的上行鏈路信號。優(yōu)選地，將所述多個波束覆蓋同一小區(qū)之后，還包括檢測所述小區(qū)的第一用戶和第二用戶之間的空間隔離性；在所述空間隔離性優(yōu)于第三閾值的情況下，所述第一用戶和所述第二用戶復用相同的時頻資源。優(yōu)選地，在所述空間隔離性優(yōu)于第三閾值的情況下，所述第一用戶和所述第二用戶復用相同的時頻資源包括在所述第一用戶和所述第二用戶之間的干擾小于第四閾值的情況下，所述第一用戶和所述第二用戶復用相同的時頻資源；或者，在接收所述第一用戶的上行鏈路信號的波束與接收所述第二用戶的上行鏈路信號的波束不存在交集的情況下，所述第一用戶和所述第二用戶復用相同的時頻資源；或者，在接收所述第一用戶的上行鏈路信號的波束與接收所述第二用戶的上行鏈路信號的波束存在部分交集的情況下，選擇所述接收所述第一用戶的上行鏈路信號的波束與接收所述第二用戶的上行鏈路信號的波束中的無交集部分復用相同的時頻資源。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種基于有源天線的通信系統(tǒng)組網(wǎng)裝置，包括設(shè)置模塊，用于設(shè)置有源天線產(chǎn)生多個波束；組網(wǎng)模塊，用于將所述多個波束覆蓋同一小區(qū)。優(yōu)選地，所述組網(wǎng)模塊包括選擇模塊，用于選擇所述多個波束中的至少一個波束與所述小區(qū)中的用戶進行信號傳輸。優(yōu)選地，所述裝置還包括檢測模塊，用于檢測所述小區(qū)的第一用戶和第二用戶之間的空間隔離性；復用模塊，用于在所述檢測模塊檢測到所述空間隔離性優(yōu)于第三閾值的情況下，所述第一用戶和所述第二用戶復用相同的時頻資源。
通過本發(fā)明，采用設(shè)置有源天線產(chǎn)生多個波束；將該多個波束覆蓋同一小區(qū)的方式，解決了有源天線應(yīng)用中的干擾和切換問題，避免了額外的切換和開銷，同時可實現(xiàn)精細
覆蓋，提高系統(tǒng)容量。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中圖I是根據(jù)本發(fā)明實施例的基于有源天線的通信系統(tǒng)組網(wǎng)方法的流程圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的基于有源天線的通信系統(tǒng)組網(wǎng)裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的組網(wǎng)模塊的優(yōu)選結(jié)構(gòu)框圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的基于有源天線的通信系統(tǒng)組網(wǎng)裝置的優(yōu)選結(jié)構(gòu)框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例一的基于有源天線多波束特性的組網(wǎng)方法的流程圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例一的基于有源天線多波束特性的無線通信系統(tǒng)裝置的示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例一的有源天線的多波束特性示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例一的有源天線應(yīng)用下的多波束覆蓋示意圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例二的有源天線應(yīng)用示意圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例三的有源天線應(yīng)用示意圖。
具體實施例方式下文中將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。本實施例提供了一種網(wǎng)絡(luò)覆蓋方法，圖I是根據(jù)本發(fā)明實施例的基于有源天線的通信系統(tǒng)組網(wǎng)方法的流程圖，如圖I所示，該方法包括如下步驟步驟S102，設(shè)置有源天線產(chǎn)生多個波束；步驟S104，將該多個波束覆蓋同一小區(qū)。本實施例通過上述步驟，將有源天線產(chǎn)生的多個波束覆蓋同一小區(qū)，由于這些波束屬于同一小區(qū)，從而能夠使得在波束交疊區(qū)不但不會產(chǎn)生同頻干擾，反而能夠提高傳輸增益，解決了有源天線應(yīng)用中的干擾和切換問題，避免了額外的切換和開銷，同時可實現(xiàn)精細覆蓋，提高系統(tǒng)容量，還可以減小了系統(tǒng)復雜度，有利于系統(tǒng)性能的進一步提升。優(yōu)選地，在使用多個波束進行網(wǎng)絡(luò)覆蓋的時候，可以選擇上述多個波束之中的至少一個波束與小區(qū)中的用戶進行信號傳輸。通過這種方式，能夠節(jié)約能源。例如，對于下行鏈路，可以選擇上述多個波束中的至少一個波束向用戶發(fā)射下行鏈路信號。優(yōu)選地，可以根據(jù)用戶上報的下行信號測量信息和/或基站檢測的上行信號測量信息進行選擇，比如，通過用戶上報的下行信號測量信息和/或上行信號測量信息獲取到多個波束的信號質(zhì)量；選擇上述多個波束中信號質(zhì)量優(yōu)于或等于第一閾值的波束向用戶發(fā)射下行鏈路信號，或者也可以按照該多個波束中的信號質(zhì)量由高到低的順序選擇一個或者多個波束向用戶發(fā)射下行鏈路信號，或者還可以直接選擇上述多個波束中用于接收用戶的上行鏈路信號的波束，向用戶發(fā)射下行鏈路信號。通過這種方式，提升了本方案的使用靈活性。又例如，對于上行鏈路，可以選擇多個波束中的至少一個波束接收用戶的上行鏈路信號，并將上述至少一個波束接收到的該用戶的上行鏈路信號進行合并處理。優(yōu)選地，可以根據(jù)基站檢測的上行信號測量信息進行選擇，比如，通過基站檢測的上行信號測量信息獲取到多個波束的信號質(zhì)量；選擇多個波束中信號質(zhì)量優(yōu)于或等于第二閾值的波束接收用戶的上行鏈路信號，或者也可以按照該多個波束中的信號質(zhì)量由高到低的順序選擇一個或者多個波束接收用戶的上行鏈路信號，或者還可以直接選擇上述多個波束中向用戶發(fā)射下行鏈路信號的波束，接收用戶的上行鏈路信號。其中，上述的第一閾值可以與第二閾值相等，也可以不相等。通過這種方式，提升了本方案的使用靈活性。此外，為了進一步提升無線資源的利用率，還可以對小區(qū)中的某些用戶之間的空間隔離性進行檢測，這里以該小區(qū)中的任意兩個用戶(第一用戶和第二用戶)為例進行說明，在檢測到第一用戶和第二用戶之間的空間隔離性優(yōu)于第三閾值的情況下，第一用戶和第二用戶可以復用相同的時頻資源。需要說明的是，本實施例及以下優(yōu)選實施例中的“第一” “第二”等等僅為敘述方便，并無特定順序等，并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。例如，在第一用戶和第二用戶之間的干擾小于第四閾值的情況下，可以認為第一用戶和第二用戶之間的空間隔離性優(yōu)于第三閾值，則第一用戶和第二用戶可以復用相同的時頻資源。其中，對于第一用戶和第二用戶之間的干擾的判斷，可以有多種方式，比如，當?shù)谝挥脩粑挥谟性刺炀€波束i的邊緣且第二用戶位于有源天線波束j的邊緣，可以檢測第一用戶接收到的i波束上有用信號的信號強度與接收到的j波束上干擾信號的信號強度之差或者之比大于某一指定值，則可以認為第一用戶和第二用戶之間的干擾小于第四閾值。又例如，在接收第一用戶的上行鏈路信號的波束與接收第二用戶的上行鏈路信號的波束不存在交集的情況下，可以認為第一用戶和第二用戶之間的空間隔離性優(yōu)于第三閾值，則第一用戶和第二用戶可以復用相同的時頻資源。再例如，在接收第一用戶的上行鏈路信號的波束與接收第二用戶的上行鏈路信號的波束存在部分交集的情況下，可以選擇接收第一用戶的上行鏈路信號的波束與接收第二用戶的上行鏈路信號的波束中的無交集部分復用相同的時頻資源。
對應(yīng)于上述方法，本實施例還提供了一種基于有源天線的通信系統(tǒng)組網(wǎng)裝置，該裝置用于實現(xiàn)上述實施例及優(yōu)選實施方式，已經(jīng)進行過說明的不再贅述。如以下所使用的，術(shù)語“模塊”可以實現(xiàn)預定功能的軟件和/或硬件的組合。盡管以下實施例所描述的裝置較佳地以軟件來實現(xiàn)，但是硬件，或者軟件和硬件的組合的實現(xiàn)也是可能并被構(gòu)想的。圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的基于有源天線的通信系統(tǒng)組網(wǎng)裝置的結(jié)構(gòu)框圖，如圖2所示，該裝置包括設(shè)置模塊22和組網(wǎng)模塊24，下面對各個模塊進行詳細說明。設(shè)置模塊22，用于設(shè)置有源天線產(chǎn)生多個波束；組網(wǎng)模塊24，與設(shè)置模塊22相連，用于用于將所述多個波束覆蓋同一小區(qū)。本實施例通過上述裝置，將采用設(shè)置模塊22設(shè)置的有源天線產(chǎn)生的多個波束通過組網(wǎng)模塊24覆蓋同一小區(qū)，由于這些波束屬于同一小區(qū)，從而能夠使得在波束交疊區(qū)不但不會產(chǎn)生同頻干擾，反而能夠提高傳輸增益，解決了有源天線應(yīng)用中的干擾和切換問題，避免了額外的切換和開銷，同時可實現(xiàn)精細覆蓋，提高系統(tǒng)容量，還可以減小了系統(tǒng)復雜度，有利于系統(tǒng)性能的進一步提升。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的組網(wǎng)模塊24的優(yōu)選結(jié)構(gòu)框圖，如圖3所示，組網(wǎng)模塊24可以包括選擇模塊242，用于選擇該多個波束中的至少一個波束與小區(qū)中的用戶進行
信號傳輸。圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的基于有源天線的通信系統(tǒng)組網(wǎng)裝置的優(yōu)選結(jié)構(gòu)框圖，如圖4所示，該裝置還可以包括檢測模塊42，與組網(wǎng)模塊24相連，用于檢測小區(qū)的第一用戶和第二用戶之間的空間隔離性；復用模塊44，與檢測模塊42相連，用于在檢測模塊42檢測到空間隔離性優(yōu)于第三閾值的情況下，第一用戶和第二用戶復用相同的時頻資源。下面結(jié)合優(yōu)選實施例進行說明，以下優(yōu)選實施例結(jié)合了上述實施例及其優(yōu)選實施方式。實施例一 在本優(yōu)選實施例中提供了一種基于有源天線的無線通信系統(tǒng)中增強覆蓋性能、提升系統(tǒng)容量的組網(wǎng)技術(shù)方案和裝置。該方案能夠有效解決干擾問題，靈活調(diào)整小區(qū)覆蓋和提升系統(tǒng)容量，為無線通信系統(tǒng)高速率高容量需求以及同頻干擾帶來的覆蓋問題提供了一種靈活易行的組網(wǎng)解決方案。圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例一的基于有源天線多波束特性的組網(wǎng)方法的流程圖，如圖5所示，本優(yōu)選實施例提出的基于有源天線的組網(wǎng)應(yīng)用方案包括如下步驟步驟S502，設(shè)置有源天線各陣子幅度和相位上的權(quán)值系數(shù)，產(chǎn)生N個波束，將N個波束中的部分或者所有波束覆蓋的區(qū)域?qū)儆谕粋€小區(qū)，采用相同的小區(qū)編號；這里N為正整數(shù)，對于每個蜂窩小區(qū)，N值的大小可以不相同。其中，這里有源天線的N個波束可以是垂直方向的，或水平方向的，或垂直方向與水平方向的結(jié)合等。優(yōu)選的，各個波束覆蓋區(qū)域可根據(jù)無線環(huán)境以及業(yè)務(wù)量分布等特征來劃分，根據(jù)各波束覆蓋需求確定各波束的天線方向圖信息，得到相應(yīng)的天線權(quán)值系數(shù)。優(yōu)選地，各波束天線方向圖和覆蓋區(qū)域可通過配置基站進行調(diào)整，滿足實際網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求?？蛇x的，基站也可以自適應(yīng)的調(diào)整有源天線各波束天線方向圖(比如通過改變天線陣子權(quán)值系數(shù)等方式)，來適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的變化(比如無線環(huán)境、用戶分布、業(yè)務(wù)量分布等的變化)，滿足實際網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求。步驟S504，根據(jù)測量信息，選擇對用戶發(fā)送和接收信號的波束，例如在實施過程中，對于下行鏈路，基站可根據(jù)用戶上報的下行信號測量信息，如下行參考信號接收功率、信道質(zhì)量信息等，選擇上述有源天線N個波束中的L個波束發(fā)射信號；這里I < L < N，且對于不同用戶，L值可能不同?？蛇x的，基站也可根據(jù)接收到的用戶發(fā)送的上行信號測量信息，選擇上述有源天線N個波束中的L個波束發(fā)射信號。對于上行鏈路，基站可根據(jù)上行信號測量信息選擇有源天線N個波束中的M個波束來接收信號，接收機對有源天線的M個波束上接收到的信號進行合并處理；這里I彡M彡N，且對于不同用戶，M值可能不同。優(yōu)選地，下行可直接采用上行的波束選擇結(jié)果，比如在上下行無線信道具有互易性的系統(tǒng)應(yīng)用中。優(yōu)選地，有源天線不同波束上的發(fā)射功率可以不相同。根據(jù)波束覆蓋區(qū)域特點，調(diào)整有源天線不同波束上的發(fā)射功率，可以有效提高系統(tǒng)性能。步驟S506，優(yōu)選地，可以對各用戶間的空間隔離性進行判決，如果空間隔離性比較好，則進入步驟S508，否則結(jié)束流程。步驟S508，對于空間隔離性好，相互之間干擾比較小的用戶，復用相同的時頻資源，可以提升系統(tǒng)容量。本優(yōu)選實施例還提供了一種基于有源天線多波束特性的無線通信系統(tǒng)裝置，該裝置可以有效解決干擾問題，實現(xiàn)精細靈活的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，提升通信系統(tǒng)的容量。圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例一的基于有源天線多波束特性的無線通信系統(tǒng)裝置的示意圖，如圖6所示，該裝置包括有源天線，基帶處理單元以及控制單元；其中，基帶處理單元包括調(diào)度和資源分配模塊(實現(xiàn)了上述處理模塊24和復用模塊44的功能)和基帶模塊(實現(xiàn)了上述設(shè)置模塊22、選擇模塊242以及檢測模塊42的功能)，而基帶模塊又包括天線 權(quán)值設(shè)置子模塊(實現(xiàn)了設(shè)置模塊22的功能)、用戶波束選擇子模塊(實現(xiàn)了選擇模塊242的功能)和用戶隔離度判決子模塊(實現(xiàn)了檢測模塊42的功能)。上述有源天線可以包括多個極化天線陣子，每個極化陣子單獨饋電且對應(yīng)一路收發(fā)通道?？梢酝ㄟ^設(shè)置各天線陣子幅度和相位權(quán)值系數(shù)，產(chǎn)生N個波束，覆蓋一個蜂窩小區(qū)。上述控制單元可以設(shè)置各天線陣子幅度和相位權(quán)值系數(shù)，滿足網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求?？蛇x的，通過檢測網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的變化(比如無線環(huán)境、用戶分布、業(yè)務(wù)量分布等的變化)，自適應(yīng)調(diào)整有源天線各波束天線方向圖，滿足實際網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求。圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例一的有源天線的多波束特性示意圖，如圖7所示，可以設(shè)置各天線陣子幅度和相位上的權(quán)值系數(shù)，產(chǎn)生多個波束覆蓋蜂窩小區(qū)。圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例一的有源天線應(yīng)用下的多波束覆蓋示意圖，如圖8所示，在實際應(yīng)用中，有源天線的多個波束可以是垂直方向的，如圖8中小區(qū)I所示；或者水平方向上的，如圖8中小區(qū)2所示；或者是垂直方向和水平方向的結(jié)合，如圖8中小區(qū)3所示。上述天線權(quán)值設(shè)置子模塊可以根據(jù)控制單元確定的天線權(quán)值系數(shù)，結(jié)合用戶波束選擇模塊的結(jié)果，設(shè)置對各用戶發(fā)射和接收信號時對應(yīng)的天線權(quán)值系數(shù)。優(yōu)選地，對于下行鏈路，上述用戶波束選擇子模塊可以用于根據(jù)用戶上報的下行信號測量信息，如下行參考信號接收功率、信道質(zhì)量信息等，選擇上述有源天線N個波束中的L個波束發(fā)射信號；可選的，也可根據(jù)接收到的用戶發(fā)送的上行信號，選擇上述有源天線N個波束中的L個波束發(fā)射信號。優(yōu)選地，該用戶波束選擇子模塊還可以用于不同波束上發(fā)射功率的調(diào)整。優(yōu)選地，對于上行鏈路，上述用戶波束選擇子模塊還可以用于天線射頻單元將接收到的上行信號傳遞給基帶處理單元，在波束選擇子模塊中選擇接收信號質(zhì)量最好的M個波束來進行信號接收合并。優(yōu)選地，該用戶波束選擇子模塊還可以用于下行直接采用上行的波束選擇結(jié)果來發(fā)送信號。上述用戶隔離度判決子模塊可以根據(jù)用戶反饋的下行信號測量信息，或者接收到的上行信號測量信息，結(jié)合用戶波束選擇子模塊的結(jié)果，判別各用戶之間的空間隔離度。上述調(diào)度和資源分配模塊可以在對用戶調(diào)度和資源分配過程中，對于隔離性好的用戶，復用相同的時頻資源。
可以看出，本優(yōu)選實施例中的方案和裝置采用有源天線產(chǎn)生的多個波束來覆蓋同一個蜂窩小區(qū)，相比于水平扇區(qū)化、垂直扇區(qū)化等其它應(yīng)用特性，具有一系列優(yōu)勢I.本方案簡單易行，有源天線的波束數(shù)目可根據(jù)實際情況來實現(xiàn)和調(diào)整，實現(xiàn)最優(yōu)的精細覆蓋；2.避免了如水平、垂直扇區(qū)化特性下不同波束之間信號帶來的干擾問題；3.多個波束同時發(fā)送和接收信號帶來的增益可以提升邊緣用戶性能，進一步解決覆蓋問題；4.避免了如水平、垂直扇區(qū)化特性下由于扇區(qū)數(shù)和交疊區(qū)的增加帶來的復雜的切換策略問題和開銷；5.優(yōu)選地，對于空間隔離性較好的波束，各個波束之間沒有嚴重的干擾，可在不同波束間做空分，復用時頻資源，提升系統(tǒng)容量。 實施例二 圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例二的有源天線應(yīng)用示意圖，如圖9所示，根據(jù)無線環(huán)境以及業(yè)務(wù)量分布等特征來劃分有源天線各個波束覆蓋區(qū)域，控制單元根據(jù)各波束覆蓋需求確定具體天線方向圖信息，得到相應(yīng)的天線權(quán)值系數(shù)。對于無線通信網(wǎng)絡(luò)的某一蜂窩小區(qū)，如圖9中斜線所示區(qū)域的用戶群，分別由有源天線N個波束中的波束i和波束j來進行覆蓋，記波束i和波束j對應(yīng)的天線權(quán)值分別為Wi和Wj,波束i和波束j合成的天線方向圖對應(yīng)的權(quán)值為Wijt5基站按照一定的時序，依次對發(fā)送給用戶的下行參考信號乘以各波束對應(yīng)的權(quán)值系數(shù)后進行發(fā)送；用戶(User Equipment,簡稱為UE)接收基站發(fā)送的下行參考信號，并按照相應(yīng)的時序?qū)y量得到的信息反饋給基站，如下行參考信號接收功率，下行信道質(zhì)量信息等。用戶波束選擇子模塊根據(jù)用戶反饋回來的下行信號測量信息，計算有源天線N個波束上的接收信號質(zhì)量信息P1, P2,...,Pn ;此過程中，只需要考慮到參考信號和數(shù)據(jù)信號的發(fā)射功率差別，根據(jù)此功率差進行折算。用戶波束選擇子模塊將估計得到的接收信號質(zhì)量信息和某一預先設(shè)置的閾值T比較，選擇P1, P2, , PN中大于該閾值T的L個波束來發(fā)射信號。具體實施過程中預設(shè)的閾值T可以通過仿真評估或者外場實測統(tǒng)計得到。如圖9所示，用戶UEl處于波束i和波束j覆蓋的交疊區(qū)，基帶處理單元按照上述方法估計得到，UEl接收到的來自有源天線波束i和波束j上的接收信號質(zhì)量Pli和均大約預設(shè)的閾值T，選擇波束i和波束j同時對該用戶發(fā)送下行信號，即將發(fā)送給該用戶的信號乘以權(quán)值后傳給天線射頻單元進行發(fā)射。對于上行信號，選擇來自波束i和波束j上的信號進行合并處理，即分別對天線射頻單元接收到的信號乘以權(quán)值系數(shù)Wi和 ' 之后進行接收合并處理。本優(yōu)選實施例不僅解決了干擾的問題，而且波束i和波束j同時對用戶UEl發(fā)射信號，提升了信號質(zhì)量，增強了覆蓋性能。實施例三圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例三的有源天線應(yīng)用示意圖，如圖10所示，控制單元檢測到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)業(yè)務(wù)量分布發(fā)生變化，根據(jù)業(yè)務(wù)分布，獲取有源天線波束覆蓋區(qū)域信息，得到相應(yīng)的天線權(quán)值系數(shù)，調(diào)整有源天線權(quán)值系數(shù)，滿足網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求。比如，當某一蜂窩小區(qū)內(nèi)業(yè)務(wù)量分布由圖9變化為圖10中斜線所示區(qū)域，基站檢測到業(yè)務(wù)量變化，獲取波束覆蓋區(qū)域信息，調(diào)整有源天線波束i和波束j對應(yīng)的天線權(quán)值系數(shù)為Wi'和。具體實施過程中，可以設(shè)置波束i上的發(fā)射功率比波束j上的低?；景凑找欢ǖ臅r序，依次對發(fā)送給用戶的參考信號乘以各波束權(quán)值系數(shù)后，傳給有源天線的射頻單元發(fā)送出去；用戶接收基站發(fā)送的參考信號，并按照相應(yīng)的時序?qū)y量得到的信息反饋給基站，如下行參考信號接收功率，下行信道質(zhì)量信息等。用戶波束選擇子模塊根據(jù)用戶反饋回來的下行信號測量信息，估計來自有源天線N個波束上的接收信號質(zhì)量信息P1, P2，...,Pn ;此過程中，只需要考慮到參考信號和數(shù)據(jù)信號的發(fā)射功率差別，根據(jù)此功率差進行折算。用戶波束選擇子模塊將估計得到的接收信號質(zhì)量信息和某一預先設(shè)置的閾值T 比較，選擇P1, P2, , Pn中大于該閾值T的L個波束來發(fā)射信號。實施過程中預設(shè)的閾值T可以通過仿真評估或者外場實測統(tǒng)計得到。如圖10所示，用戶UE2和用戶UE3分別位于有源天線波束i和波束j覆蓋的邊緣區(qū)域，對于UE2來說，接收到的來自有源天線波束i的信號質(zhì)量P2i遠大于來自有源天線波束j的信號質(zhì)量P2p選擇采用有源天線波束i來發(fā)送信號，即基帶處理單元將發(fā)送給該用戶的信號乘以權(quán)值Wi'后傳給天線射頻單元進行發(fā)射。對于上行信號，選擇波束i上的信號作為接收到的信號，即基帶處理單元將天線射頻單元接收到的信號乘以權(quán)值系數(shù)Wi'后接收處理；類似的，對于UE3來說，基帶處理單元選擇采用有源天線波束j來發(fā)送和接收信號。此外，還可以判斷各用戶間空間隔離性，對于隔離性好的用戶來說，復用時頻資源，例如可以具體包括計算發(fā)送給本用戶相應(yīng)波束上的有用信號質(zhì)量信息Ps ;計算來自待復用用戶相應(yīng)波束上的干擾信號質(zhì)量信息P1;比較Ps和P1的大小，如果Ps和P1差值大于某一預先設(shè)置的閾值T'，說明用戶之間的干擾較小，進行時頻資源的復用。實施過程中預 設(shè)的閾值T'可以通過仿真評估或者外場實測統(tǒng)計得到。如圖10所示，對于UE2和UE3來說，由于UE2上本波束上有用信號強度P2i遠大于來自波束j (待復用用戶對應(yīng)波束)上的干擾信號強度P2」，說明UE2和UE3之間沒有較強干擾，則UE3和UE2可復用相同的時頻資源，從而能夠進一步提升系統(tǒng)容量。實施例四本優(yōu)選實施例和實施例一具有相同的場景，其不同在于將上述方案和裝置用于時分系統(tǒng)中，如圖9所示，對于時分系統(tǒng)，基帶處理單元可利用上下行信道互易的特性來選擇對用戶發(fā)射和接收信號的波束。具體實施過程中，基帶處理單元可以根據(jù)上行參考信號的接收功率，來選擇對該用戶發(fā)射上下行信號的有源天線的波束。
例如，有源天線射頻單元將接收到的來自用戶的上行參考信號傳給基帶處理單元，基帶處理單元依次各波束對應(yīng)權(quán)值系數(shù)賦形，得到的信號功率為Prs1, Prs2,PrsN ；估計用戶接收到的來自有源天線各波束上的接收信號功率P1, P2，...,Pn ;此過程中，可以考慮參考信號和數(shù)據(jù)信號的發(fā)射功率差別，根據(jù)此功率差進行折算。用戶波束選擇子模塊將估計得到的接收信號質(zhì)量信息和某一預先設(shè)置的閾值T比較，選擇P1, P2, , Pn中大于該閾值T的L個波束來發(fā)射信號。具體實施過程中預設(shè)的閾值T可以通過仿真評估或者外場實測統(tǒng)計得到。如圖9所示，用戶UEl處于波束i和波束j覆蓋的交疊區(qū)，基帶處理單元按照上述方法估計得到，UEl接收到的來自有源天線波束i和波束j上的接收信號質(zhì)量Pli和PL均大約預設(shè)的閾值T，選擇波束i和波束j同時對該用戶發(fā)送下行信號，即基帶處理單元將發(fā)送給該用戶的信號乘以權(quán)值后傳給天線射頻單元進行發(fā)射。對于上行信號，選擇來自波束i和波束j上的信號進行合并處理，即基帶處理單元分別對天線射頻單元接收到的信號乘以權(quán)值系數(shù)WjPwj之后進行接收合并處理。本優(yōu)選實施例不僅解決了干擾的問題，而且波束i和波束j同時對用戶UEl發(fā)射信號，提升了信號質(zhì)量，增強了覆蓋性能。實施例五本優(yōu)選實施例和實施例二具有相同的場景，其不同之處在于將上述方案和裝置用于時分系統(tǒng)中，如圖10所示，對于時分系統(tǒng)，基帶處理單元可利用上下行信道互易的特性來選擇對用戶發(fā)射和接收信號的波束。具體實施過程中，可以設(shè)置波束i上的發(fā)射功率比波束j上的低?；鶐幚韱卧?根據(jù)上行參考信號的接收功率，來選擇對該用戶發(fā)射上下行信號的有源天線的波束。例如，有源天線射頻單元將接收到的來自用戶的上行參考信號傳給基帶處理單元，基帶處理單元依次各波束對應(yīng)權(quán)值系數(shù)賦形，得到的信號功率為Prs1, Prs2,PrsN ；估計用戶接收到的來自有源天線各波束上的接收信號功率P1, P2，...,Pn ;此過程中，只需要考慮到參考信號和數(shù)據(jù)信號的發(fā)射功率差別，根據(jù)此功率差進行折算。基帶處理單元將估計得到P1, P2, . . . , Pn和某一預先設(shè)置的閾值比較，選擇接收功率大于該閾值的波束來進行信號發(fā)射和接收。實施過程中預設(shè)的閾值可以通過仿真評估或者外場實測統(tǒng)計得到。如圖10所示，用戶UE2和用戶UE3分別位于有源天線波束i和波束j覆蓋的邊緣區(qū)域，對于UE2來說，接收到的來自有源天線波束i的信號質(zhì)量P2i遠大于來自有源天線波束j的信號質(zhì)量P2p選擇采用有源天線波束i來發(fā)送信號，即基帶處理單元將發(fā)送給該用戶的信號乘以權(quán)值Wi后傳給天線射頻單元進行發(fā)射。對于上行信號，采用來自波束i上的信號作為接收到的信號，即基帶處理單元將天線射頻單元接收到的信號乘以權(quán)值系數(shù)Wi后接收處理；類似的，對于UE3來說，基帶處理單元選擇采用有源天線波束j來發(fā)送和接收信號。判斷各用戶間空間隔離性，對于隔離性好的用戶來說，復用時頻資源。具體包括計算發(fā)送給本用戶相應(yīng)波束上的有用信號質(zhì)量信息Ps;計算來自待復用用戶相應(yīng)波束上的干擾信號質(zhì)量信息P1 ;比較&和匕的大小，如果&和匕差值大于某一預先設(shè)置的閾值T'，說明用戶之間的干擾較小，進行時頻資源的復用。實施過程中預設(shè)的閾值T'可以通過仿真評估或者外場實測統(tǒng)計得到。如圖10所示，對于UE2和UE3來說，由于UE2上本波束上有用信號強度P2i遠大于來自波束j (待復用用戶對應(yīng)波束)上的干擾信號強度P2p說明UE2和UE3之間沒有較強干擾，則UE3和UE2可復用相同的時頻資源，進一步提升系統(tǒng)容量。需要說明的是，對于本發(fā)明上述實施例以及優(yōu)選實施例中的天線權(quán)值設(shè)定、用戶波束選擇、用戶空間隔離度判決方法，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的條件下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠考慮到的許多修正、更換、變化、替代和等效的內(nèi)容，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。例如，上述優(yōu)選實施例中的用戶波束選擇方式并不局限于實施例中提出的方式，在另一實施例中，可不考慮不同信道發(fā)射功率的差別，直接通過用戶反饋的下行信號測量信息或基站接收到的上行信號測量信息來選擇對用戶發(fā)射和接收信號的波束。又如，對于各用戶間空間隔離性的判別，也可根據(jù)上述波束選擇結(jié)果，基站判別對各用戶接收信號的波束簇間是否存在交集，如果波束簇之間沒有交集，說明用戶間的隔離性較好，互相之間的干擾較小，可以復用相同的時頻資源。如果波束簇之間有部分交集，可以根據(jù)情況選擇復用波束簇中無交集部分波束的相同時頻資源。綜上所述，本發(fā)明實施例所提供的基于有源天線的通信系統(tǒng)組網(wǎng)應(yīng)用方案和通信系統(tǒng)裝置中，利用有源天線通過調(diào)整 各天線陣子幅度相位權(quán)值來靈活控制天線波束方向圖的優(yōu)點，采用多個波束來覆蓋同一蜂窩小區(qū)；不同于水平、垂直扇區(qū)化的應(yīng)用中，每個波束覆蓋一個獨立的小區(qū)，在該方案中，所有波束覆蓋區(qū)域?qū)儆谕粋€小區(qū)，在波束交疊區(qū)，多個波束一起發(fā)送和接收信號，避免多波束間干擾的同時，提高了有用信號質(zhì)量，增強了覆蓋性能；如用戶所處位置各波束空間隔離性比較好，各個波束之間沒有嚴重的干擾，則在不同波束間做空分，復用時頻資源，提升了系統(tǒng)容量。并且，該技術(shù)方案簡單易行，避免了額外的切換和冗余開銷，不會增加額外的復雜度，而且能夠?qū)崿F(xiàn)精細覆蓋，控制干擾，提高系統(tǒng)容量。綜上所述可以看出，本發(fā)明實施例利用有源天線通過調(diào)整各天線陣子幅度相位權(quán)值系數(shù)產(chǎn)生多個波束來覆蓋同一蜂窩小區(qū)；根據(jù)用戶所處位置選擇相應(yīng)的波束來發(fā)送和接收信號。在波束交疊區(qū)，多個波束一起發(fā)送和接收信號；如用戶所處位置對應(yīng)的各個波束之間沒有嚴重的干擾，則可復用相同的時頻資源，解決了有源天線應(yīng)用中的干擾和切換問題，避免了額外的切換和開銷，同時可實現(xiàn)精細覆蓋，提高系統(tǒng)容量。在另外一個實施例中，還提供了一種軟件，該軟件用于執(zhí)行上述實施例及優(yōu)選實施例中描述的技術(shù)方案。在另外一個實施例中，還提供了一種存儲介質(zhì)，該存儲介質(zhì)中存儲有上述軟件，該存儲介質(zhì)包括但不限于光盤、軟盤、硬盤、可擦寫存儲器等。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現(xiàn)，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實現(xiàn)，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執(zhí)行，并且在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于有源天線的通信系統(tǒng)組網(wǎng)方法，其特征在于，包括 設(shè)置有源天線產(chǎn)生多個波束； 將所述多個波束覆蓋同一小區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，將所述多個波束覆蓋同一小區(qū)包括 選擇所述多個波束中的至少一個波束與所述小區(qū)中的用戶進行信號傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，選擇所述多個波束中的至少一個波束與所述小區(qū)中的用戶進行信號傳輸包括 選擇所述多個波束中的至少一個波束向所述用戶發(fā)射下行鏈路信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，選擇所述多個波束中的至少一個波束向所述用戶發(fā)射下行鏈路信號包括 根據(jù)所述用戶上報的下行信號測量信息和/或基站檢測的上行信號測量信息，選擇所述多個波束中的至少一個波束向所述用戶發(fā)射下行鏈路信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述用戶上報的下行信號測量信息和/或基站檢測的上行信號測量信息選擇所述多個波束中的至少一個波束向所述用戶發(fā)射下行鏈路信號包括 通過所述用戶上報的下行信號測量信息和/或基站檢測的上行信號測量信息獲取到所述多個波束的信號質(zhì)量； 選擇所述多個波束中所述信號質(zhì)量優(yōu)于或等于第一閾值的波束向所述用戶發(fā)射下行鏈路信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，選擇所述多個波束中的至少一個波束向所述用戶發(fā)射下行鏈路信號包括 選擇所述多個波束中接收所述用戶的上行鏈路信號的波束向所述用戶發(fā)射所述下行鏈路信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項所述的方法，其特征在于，選擇所述多個波束中的至少一個波束與所述小區(qū)中的用戶進行信號傳輸包括 選擇所述多個波束中的至少一個波束接收所述用戶的上行鏈路信號，并將所述至少一個波束接收到的所述用戶的上行鏈路信號進行合并處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，選擇所述多個波束中的至少一個波束接收所述用戶的上行鏈路信號包括 根據(jù)基站檢測的上行信號測量信息選擇所述多個波束中的至少一個波束接收所述用戶的上行鏈路信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，根據(jù)基站檢測的上行信號測量信息選擇所述多個波束中的至少一個波束接收所述用戶的上行鏈路信號包括 通過所述基站檢測的上行信號測量信息獲取到所述多個波束的信號質(zhì)量； 選擇所述多個波束中所述信號質(zhì)量優(yōu)于或等于第二閾值的波束接收所述用戶的上行鏈路信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9中任一項所述的方法，其特征在于，將所述多個波束覆蓋同一小區(qū)之后，還包括 檢測所述小區(qū)的第一用戶和第二用戶之間的空間隔離性；在所述空間隔離性優(yōu)于第三閾值的情況下，所述第一用戶和所述第二用戶復用相同的時頻資源。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在所述空間隔離性優(yōu)于第三閾值的情況下，所述第一用戶和所述第二用戶復用相同的時頻資源包括 在所述第一用戶和所述第二用戶之間的干擾小于第四閾值的情況下，所述第一用戶和所述第二用戶復用相同的時頻資源；或者， 在接收所述第一用戶的上行鏈路信號的波束與接收所述第二用戶的上行鏈路信號的波束不存在交集的情況下，所述第一用戶和 所述第二用戶復用相同的時頻資源；或者，在接收所述第一用戶的上行鏈路信號的波束與 接收所述第二用戶的上行鏈路信號的波束存在部分交集的情況下，選擇所述接收所述第一用戶的上行鏈路信號的波束與接收所述第二用戶的上行鏈路信號的波束中的無交集部分復用相同的時頻資源。
12.一種基于有源天線的通信系統(tǒng)組網(wǎng)裝置，其特征在于，包括 設(shè)置模塊，用于設(shè)置有源天線產(chǎn)生多個波束； 組網(wǎng)模塊，用于將所述多個波束覆蓋同一小區(qū)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述組網(wǎng)模塊包括 選擇模塊，用于選擇所述多個波束中的至少一個波束與所述小區(qū)中的用戶進行信號傳輸。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括 檢測模塊，用于檢測所述小區(qū)的第一用戶和第二用戶之間的空間隔離性； 復用模塊，用于在所述檢測模塊檢測到所述空間隔離性優(yōu)于第三閾值的情況下，所述第一用戶和所述第二用戶復用相同的時頻資源。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于有源天線的通信系統(tǒng)組網(wǎng)方法及裝置，其中，該方法包括設(shè)置有源天線產(chǎn)生多個波束；將該多個波束覆蓋同一小區(qū)。通過本發(fā)明，解決了有源天線應(yīng)用中的干擾和切換問題，避免了額外的切換和開銷，同時可實現(xiàn)精細覆蓋，提高系統(tǒng)容量。
文檔編號H04W16/28GK102724682SQ20121016668
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者向際鷹, 張芳, 耿鵬, 黃沛瑜 申請人:中興通訊股份有限公司