分布式天線及其配置方法
【專利摘要】本發(fā)明是關(guān)于分布式天線及其配置方法。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，一分布式天線包含：N個(gè)天線組，N≥2；和M個(gè)天線端口，M≥1。其中N個(gè)天線組是相互地理分離的，且N個(gè)天線組中的每一組包含若干根地理上相對集中定位的天線；M個(gè)天線端口中的每一個(gè)包含來自該N個(gè)天線組中的每一組的至少一根天線。本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)可很好的解決功率不平衡的問題，具有提高系統(tǒng)吞吐量，易擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】分布式天線及其配置方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于分布式天線系統(tǒng)(DAS, Distributed Antenna Systems),特別是關(guān)于分布式天線系統(tǒng)中的分布式天線與其配置方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在下行鏈路多進(jìn)多出(MMO，Multiple Input Multiple Output)中，為室內(nèi)室外使用部署分布式天線是分布式天線系統(tǒng)的經(jīng)典案例。與傳統(tǒng)的集中式電線系統(tǒng)相異，在分布式天線系統(tǒng)中，來自不同地理位置的各分布式天線端口到達(dá)用戶設(shè)備(UE，UserEquipment)的路徑損失(path loss)不同,往往會(huì)產(chǎn)生功率不平衡的問題。
[0003]圖1 是一種集中定位天線端口 部署(CAPD, Co-located Antenna PortsDeployment)方案的結(jié)構(gòu)示意圖,其中該分布式天線包含N個(gè)地理分開的天線端口，天線端
口 O、天線端口 1、......天線端口 N-1,每個(gè)天線端口進(jìn)一步包含集中定位的L(L≥2)根天線。
[0004]圖2 是一種交織天線端口部署(IAPD, Interleaved Antenna Ports Deployment)方案的結(jié)構(gòu)示意圖，其中該分布式天線包含兩個(gè)天線端口，不同天線端口交織排列的一起。
[0005]然而這兩種部署方案并沒有解決功率不平衡的問題，不同天線端口間仍存在嚴(yán)重的功率不平衡。這意味著，在室內(nèi)場景應(yīng)用秩自適應(yīng)時(shí)，將產(chǎn)生高秩虧信道而導(dǎo)致大幅度的性能衰退。此外，CAro和IAPD這兩種分布式天線部署方案的系統(tǒng)擴(kuò)展性能也很低。在CAPD中，天線組數(shù)受制于天線端口數(shù)，因而限制了覆蓋區(qū)域的擴(kuò)展。而IAro則根本沒有考慮多于兩個(gè)天線端口的場景，無法應(yīng)用于具有多于兩個(gè)的天線端口的無線系統(tǒng)。
[0006]因而如何部署分布式天線，降低甚至避免天線端口間的功率不平衡，適于分布式天線系統(tǒng)的擴(kuò)展，仍是業(yè)內(nèi)亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的之一在于提供分布式天線及其方法，其天線端口之間不存在功率平衡的問題，而且可輕易的擴(kuò)展分布式天線系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域。
[0008]本發(fā)明的一實(shí)施例提供一分布式天線，包含:N個(gè)天線組，NS 2 ;和M個(gè)天線端口，MS I。其中N個(gè)天線組是相互地理分離的，且N個(gè)天線組中的每一組包含若干根地理上相對集中定位的天線；M個(gè)天線端口中的每一個(gè)包含來自該N個(gè)天線組中的每一組的至少一根天線。
[0009]在一實(shí)施例中，天線組之間的相互距離大于10個(gè)電磁波波長，所述天線組中每一者中的天線距離大于等于0.5個(gè)電磁波長且小于等于10個(gè)電磁波波長。屬于同一天線端口的天線連接于同一基站以發(fā)送相同的信號(hào)。
[0010]本發(fā)明的另一實(shí)施例還提供一配置分布式天線的方法，該方法包含:確定N個(gè)天線組，N > 2 ;其中N個(gè)天線組是相互地理分離的，且N個(gè)天線組中的每一者包含若干根地理上相對集中定位的天線；確定M個(gè)天線端口 ；及為M個(gè)天線端口中的每一個(gè)分配天線，所分配的天線是分別來自N個(gè)天線組中的每一組的至少一根天線。
[0011 ] 在一實(shí)施例中，天線端口的數(shù)量M是由網(wǎng)絡(luò)側(cè)確定的。
[0012]本發(fā)明的分布式天線及其配置方法使用分組天線端口部署(GAPD，GroupedAntenna Ports Deployment),相較于現(xiàn)有技術(shù)可很好的解決功率不平衡的問題。具有提高系統(tǒng)吞吐量，易擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是一種集中定位天線端口部署方案的示意圖；
[0014]圖2是一種交織天線端口部署方案的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的以分組天線端口部署的分布式天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的分布式天線的配置方法；
[0017]圖5是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的分布式天線的配置示意圖；
[0018]圖6所示是應(yīng)用圖5中分布式天線的無線通信系統(tǒng)50的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖7是圖5中相同場景的分布式天線采用IAPD配置時(shí)的示意圖；
[0020]圖8是兩種配置下用戶設(shè)備在不同位置時(shí)的接收信號(hào)強(qiáng)度變化的仿真結(jié)果；
[0021]圖9是IAPD配置時(shí)不同位置的吞吐量的仿真結(jié)果；
[0022]圖10是GAPD配置時(shí)不同位置的吞吐量的仿真結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為更好的理解本發(fā)明的精神，以下結(jié)合本發(fā)明的部分優(yōu)選實(shí)施例對其作進(jìn)一步說明。
[0024]長期演進(jìn)(LTE,Long Term Evolution)項(xiàng)目是近年來第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP,3rd Generation Partnership Project)啟動(dòng)的最大的新技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目，這種以正交頻分復(fù)用/頻分多址技術(shù)(0FDM/FDMA)為核心的技術(shù)被看作“準(zhǔn)4G”技術(shù)。LTE將是今后全球最主要的廣域?qū)拵б苿?dòng)通信系統(tǒng)，未來所有的2G/3G/3.5G技術(shù)都將殊途同歸，統(tǒng)一演進(jìn)到LTE/LTE-A(LTE-Advanced)階段。目前業(yè)內(nèi)已有多個(gè)LTE的標(biāo)準(zhǔn)版本，但都沒有解決分布式天線系統(tǒng)中功率不平衡的問題，阻礙了該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和實(shí)施。
[0025]而本發(fā)明提供的分組天線端口部署(GAPD, Grouped Antenna Ports Deployment)的分布式天線及配置方法， 則可解決分布式天線系統(tǒng)中功率不平衡的問題。
[0026]需要指出的是，由于技術(shù)的發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)的更新，具有相同功能的部件往往具有多個(gè)不同的稱呼，如在分布式天線系統(tǒng)中，本領(lǐng)域技術(shù)人員對傳輸點(diǎn)(transport point)、分布式天線(distributed antenna)、遠(yuǎn)程無線電頭(RRH, Remote Radio Head)等往往交替使用。本發(fā)明專利申請書中所使用的技術(shù)名詞是為解釋和演示本發(fā)明的技術(shù)方案，分布式天線亦包含傳輸點(diǎn)、遠(yuǎn)程無線電頭等，應(yīng)以其在本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)所共識(shí)的功能為準(zhǔn)，而不能僅以名稱的異同任意解讀。
[0027]圖3是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的以分組天線端口部署的分布式天線的結(jié)構(gòu)示意圖，該分布式天線包含N (N≥2)組天線組，組O、組1、……組N-1，和M(M≥1)個(gè)天線端口，端口 O、端口 1、……端口 M-1。具體的，在需要的覆蓋區(qū)域內(nèi)，配置有N個(gè)天線組，每個(gè)天線組內(nèi)有若干根天線。M個(gè)天線端口中的每一個(gè)都包含來自該N個(gè)天線組中的每一組的至少一根天線。N個(gè)天線組相互之間是地理分離的，例如天線組之間的相互距離大于10個(gè)電磁波波長；而同一天線組內(nèi)的天線則是地理上相對集中定位的，例如每組中天線間的距離大于等于0.5個(gè)電磁波長且小于等于10個(gè)電磁波波長。簡言之，天線組之間的距離遠(yuǎn)大于每組內(nèi)天線端口之間的距離。例如在一實(shí)施例中，每一個(gè)天線組內(nèi)的天線之間的距離為0.6m(4個(gè)電磁波波長)，而天線組之間的距離為30m(200個(gè)電磁波波長)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解具體的距離可依不同的應(yīng)用環(huán)境和要求進(jìn)行調(diào)整。在本實(shí)施例中，每個(gè)天線端口配置為只需要來自各天線組的一 根天線。在其它實(shí)施例中，每個(gè)天線端口也可包含來自各天線組的兩根或更多根天線。每個(gè)天線端口的天線數(shù)可不同，例如端口 I具有N根天線，其中各天線組中有一根是分配給該天線端口 ；而端口 2可具有2N根天線，其中各天線組中有兩根是分配給該天線端口。不同天線組內(nèi)的屬于同一天線端口的天線由基站連接，向用戶設(shè)備發(fā)送相同的信號(hào)。如此，各天線端口組的天線基本是均勻配置的，有效解決了功率不平衡的問題。
[0028]圖4是根 據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的分布式天線的配置方法，其可配置得到圖3所示的分布式天線。
[0029]如圖4所示，在步驟40中，確定N，N≥2個(gè)天線組。該N個(gè)天線組是相互地理分離的，且每一個(gè)天線組包含若干根地理上相對集中定位的天線。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所謂地理分離是指天線組之間的相互距離大于10個(gè)電磁波波長(電磁波波長由載波頻率確定，下同)，所謂地理上相對集中定位是指天線組中每一者中的天線距離大于等于0.5個(gè)電磁波長且小于等于10個(gè)電磁波波長。
[0030]在步驟42中，確定M個(gè)天線端口。確定天線端口的數(shù)量M可由網(wǎng)絡(luò)側(cè)，如基站或控制器，根據(jù)實(shí)際環(huán)境和應(yīng)用確定。
[0031 ] 接著在步驟44中，為M個(gè)天線端口中的每一個(gè)分配天線，所分配的天線是分別來自N個(gè)天線組中的每一組的至少一根天線。譬如，每個(gè)天線端口配置為包含來自各天線組的一根或兩根天線。且如上所述，每個(gè)天線端口的天線數(shù)可不同。由于具有相同的天線端口，該來自不同天線組的N根天線連接至同一基站，從而可發(fā)送相同的信號(hào)至用戶設(shè)備。
[0032]相較于其它的分布式天線及其配置方法，本發(fā)明解決了分布式天線系統(tǒng)中的功率不平衡問題，相應(yīng)的可大幅度提高吞吐量。此外，本發(fā)明還具有很高的擴(kuò)展靈活性，可根據(jù)需要輕松提高可覆蓋的服務(wù)區(qū)域。在LTE/LTE-A的場景4中，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)尤為明顯。
[0033]圖5是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的分布式天線的配置示意圖，其應(yīng)用于室內(nèi)場景中。如圖5所示，兩地理分割的天線組、兩個(gè)天線端口沿室內(nèi)長廊布置。每個(gè)天線組具有兩根地理上相對集中定位的天線，其中一根分配給天線端口 0，而另一根分配給天線端口 I。換言之，每個(gè)天線端口具有來自地理分隔的兩根天線。
[0034]圖6所示是應(yīng)用圖5中分布式天線的無線通信系統(tǒng)50的結(jié)構(gòu)示意圖。屬于同一天線端口，如天線端口 O或天線端口 I的來自不同天線組的兩根天線連接至同一基站52,從而可發(fā)送相同的信號(hào)至用戶設(shè)備54。
[0035]圖7是圖5中相同場景的分布式天線采用IAPD配置時(shí)的示意圖。以下通過對圖5和圖7中的不同分布式天線配置在系統(tǒng)層性能上仿真，進(jìn)一步凸顯本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。仿真的參數(shù)與建模設(shè)定如表1所示，圖8是兩種配置下用戶設(shè)備沿行進(jìn)方向在不同位置時(shí)的接收信號(hào)強(qiáng)度變化的仿真結(jié)果，圖9是IAPD配置時(shí)不同位置的吞吐量的仿真結(jié)果，而圖10則是GAPD配置時(shí)不同位置的吞吐量的仿真結(jié)果。由上述仿真結(jié)果可清楚的看到本發(fā)明相較于IAPD很好的解決了功率不平衡的問題，并大幅度的提高了系統(tǒng)的吞吐量。
[0036]表1仿真參數(shù)與建模設(shè)定
[0037]
【權(quán)利要求】
1.一種分布式天線，包含: N個(gè)天線組，N > 2 ;所述N個(gè)天線組是相互地理分離的，且所述N個(gè)天線組中的每一組包含若干根地理上相對集中定位的天線；和 M個(gè)天線端口，M≥I ;所述M個(gè)天線端口中的每一個(gè)包含來自該N個(gè)天線組中的每一組的至少一根天線。
2.如權(quán)利要求1所述的分布式天線，其中所述天線組之間的相互距離大于10個(gè)電磁波波長，所述天線組中每一者中的天線距離大于等于0.5個(gè)電磁波長且小于等于10個(gè)電磁波波長。
3.如權(quán)利要求1所述的分布式天線，其中屬于同一天線端口的天線連接于同一基站以發(fā)送相同的信號(hào)。
4.一種方法，配置分布式天線；該方法包含: 確定N個(gè)天線組，NS 2 ;其中所述N個(gè)天線組是相互地理分離的，且所述N個(gè)天線組中的每一者包含若干根地理上相對集中定位的天線； 確定M個(gè)天線端口 ；及 為所述M個(gè)天線端口中的每一個(gè)分配天線，所分配的天線是分別來自所述N個(gè)天線組中的每一組的至少一根天線。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述天線端口的數(shù)量M是由網(wǎng)絡(luò)側(cè)確定的。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述天線組之間的相互距離大于10個(gè)電磁波波長，所述天線組中每一者中的天線距離大于等于0.5個(gè)電磁波長且小于等于10個(gè)電磁波波長。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其進(jìn)一步包含將屬于同一天線端口的天線連接于同一基站以發(fā)送相同的信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H04B7/04GK103684551SQ201210319739
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月31日
【發(fā)明者】佘鋒, 楊紅衛(wèi), 李棟 申請人:上海貝爾股份有限公司