专利名称：一种基于有源天线的通信系统组网方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种基于有源天线的通信系统组网方法及
>J-U装直。
背景技术：
随着移动终端和数据业务的高速增长，未来的无线通信网络对于数据传输速率、系统容量以及地区的连续覆盖等方面的要求越来越高。和传统基站系统相比，有源天线将传统基站的射频部分和天线组合成一个整体，采用多通道的射频和天线阵子配合，实现空间波束成型，完成射频信号的收发。从无线通信系统应用来看，有源天线具有非常灵活的空间波束控制能力，能够针对不同的应用场景灵活调整空间波束形状和能力，这一特点对于 无线通信系统组网具有显著的优势。在有源天线的实际应用中，通常采用水平扇区化或垂直扇区化特性来提高系统容量，即通过有源天线产生N(N> 2)个水平或垂直方向上的波束，将原先的一个扇区拆分成N个扇区，系统频谱资源相当于原来的N倍，在不增加站点或天线等设备的前提下，对于一些特定场景能够有效提升系统容量。然而，水平扇区化、垂直扇区化应用场景下，通过有源天线产生的多波束将空间切分为相应的多个小区的方法也带来了一系列的问题。首先空间波束在水平或垂直方向上的可调空间有限，特别是垂直方向，一般不到20度，波束间的隔离度无法做到很好，在波束交叠区存在着较强的同频干扰；尤其的，对于城区复杂场景，由于存在着丰富的多径效果，波束间的隔离度更加难以区分，会产生更多更复杂的波束交叠区。如果波束交叠区的干扰过强，由扇区数增加带来的系统容量上的提升就会大大减弱；另一方面，对于相邻小区控制信道间的干扰问题比较敏感的系统，水平扇区化、垂直扇区化应用场景下不仅无法增强控制信道的抗干扰能力，而且由于扇区数和交叠区的增加，会带来更多更复杂的干扰问题，制约了数据信道的数据传输率，进一步压缩了系统容量的增益；最后，扇区数和交叠区增加的同时也带来了更复杂的切换策略，增加了系统复杂度，同样也影响了系统性能的提升。针对相关技术中有源天线应用中出现的干扰和切换问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中有源天线应用中出现的干扰和切换问题，本发明提供了一种基于有源天线的通信系统组网方法及装置，以至少解决上述问题。根据本发明的一个方面，提供了一种基于有源天线的通信系统组网方法，包括设置有源天线产生多个波束；将所述多个波束覆盖同一小区。优选地，将所述多个波束覆盖同一小区包括选择所述多个波束中的至少一个波束与所述小区中的用户进行信号传输。优选地，选择所述多个波束中的至少一个波束与所述小区中的用户进行信号传输包括选择所述多个波束中的至少一个波束向所述用户发射下行链路信号。
优选地，选择所述多个波束中的至少一个波束向所述用户发射下行链路信号包括根据所述用户上报的下行信号测量信息和/或基站检测的上行信号测量信息，选择所述多个波束中的至少一个波束向所述用户发射下行链路信号。优选地，根据所述用户上报的下行信号测量信息和/或基站检测的上行信号测量信息选择所述多个波束中的至少一个波束向所述用户发射下行链路信号包括通过所述用户上报的下行信号测量信息和/或基站检测的上行信号测量信息获取到所述多个波束的信号质量；选择所述多个波束中所述信号质量优于或等于第一阈值的波束向所述用户发射下行链路信号。优选地，选择所述多个波束中的至少一个波束向所述用户发射下行链路信号包括选择所述多个波束中接收所述用户的上行链路信号的波束向所述用户发射所述下行链
路信号。 优选地，选择所述多个波束中的至少一个波束与所述小区中的用户进行信号传输包括选择所述多个波束中的至少一个波束接收所述用户的上行链路信号，并将所述至少一个波束接收到的所述用户的上行链路信号进行合并处理。优选地，选择所述多个波束中的至少一个波束接收所述用户的上行链路信号包括根据基站检测的上行信号测量信息选择所述多个波束中的至少一个波束接收所述用户的上行链路信号。优选地，根据基站检测的上行信号测量信息选择所述多个波束中的至少一个波束接收所述用户的上行链路信号包括通过所述基站检测的上行信号测量信息获取到所述多个波束的信号质量；选择所述多个波束中所述信号质量优于或等于第二阈值的波束接收所述用户的上行链路信号。优选地，将所述多个波束覆盖同一小区之后，还包括检测所述小区的第一用户和第二用户之间的空间隔离性；在所述空间隔离性优于第三阈值的情况下，所述第一用户和所述第二用户复用相同的时频资源。优选地，在所述空间隔离性优于第三阈值的情况下，所述第一用户和所述第二用户复用相同的时频资源包括在所述第一用户和所述第二用户之间的干扰小于第四阈值的情况下，所述第一用户和所述第二用户复用相同的时频资源；或者，在接收所述第一用户的上行链路信号的波束与接收所述第二用户的上行链路信号的波束不存在交集的情况下，所述第一用户和所述第二用户复用相同的时频资源；或者，在接收所述第一用户的上行链路信号的波束与接收所述第二用户的上行链路信号的波束存在部分交集的情况下，选择所述接收所述第一用户的上行链路信号的波束与接收所述第二用户的上行链路信号的波束中的无交集部分复用相同的时频资源。根据本发明的另一方面，提供了一种基于有源天线的通信系统组网装置，包括设置模块，用于设置有源天线产生多个波束；组网模块，用于将所述多个波束覆盖同一小区。优选地，所述组网模块包括选择模块，用于选择所述多个波束中的至少一个波束与所述小区中的用户进行信号传输。优选地，所述装置还包括检测模块，用于检测所述小区的第一用户和第二用户之间的空间隔离性；复用模块，用于在所述检测模块检测到所述空间隔离性优于第三阈值的情况下，所述第一用户和所述第二用户复用相同的时频资源。
通过本发明，采用设置有源天线产生多个波束；将该多个波束覆盖同一小区的方式，解决了有源天线应用中的干扰和切换问题，避免了额外的切换和开销，同时可实现精细
覆盖，提高系统容量。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图I是根据本发明实施例的基于有源天线的通信系统组网方法的流程图；图2是根据本发明实施例的基于有源天线的通信系统组网装置的结构框图；图3是根据本发明实施例的组网模块的优选结构框图； 图4是根据本发明实施例的基于有源天线的通信系统组网装置的优选结构框图；图5是根据本发明实施例一的基于有源天线多波束特性的组网方法的流程图；图6是根据本发明实施例一的基于有源天线多波束特性的无线通信系统装置的示意图；图7是根据本发明实施例一的有源天线的多波束特性示意图；图8是根据本发明实施例一的有源天线应用下的多波束覆盖示意图；图9是根据本发明实施例二的有源天线应用示意图；图10是根据本发明实施例三的有源天线应用示意图。
具体实施例方式下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本实施例提供了一种网络覆盖方法，图I是根据本发明实施例的基于有源天线的通信系统组网方法的流程图，如图I所示，该方法包括如下步骤步骤S102，设置有源天线产生多个波束；步骤S104，将该多个波束覆盖同一小区。本实施例通过上述步骤，将有源天线产生的多个波束覆盖同一小区，由于这些波束属于同一小区，从而能够使得在波束交叠区不但不会产生同频干扰，反而能够提高传输增益，解决了有源天线应用中的干扰和切换问题，避免了额外的切换和开销，同时可实现精细覆盖，提高系统容量，还可以减小了系统复杂度，有利于系统性能的进一步提升。优选地，在使用多个波束进行网络覆盖的时候，可以选择上述多个波束之中的至少一个波束与小区中的用户进行信号传输。通过这种方式，能够节约能源。例如，对于下行链路，可以选择上述多个波束中的至少一个波束向用户发射下行链路信号。优选地，可以根据用户上报的下行信号测量信息和/或基站检测的上行信号测量信息进行选择，比如，通过用户上报的下行信号测量信息和/或上行信号测量信息获取到多个波束的信号质量；选择上述多个波束中信号质量优于或等于第一阈值的波束向用户发射下行链路信号，或者也可以按照该多个波束中的信号质量由高到低的顺序选择一个或者多个波束向用户发射下行链路信号，或者还可以直接选择上述多个波束中用于接收用户的上行链路信号的波束，向用户发射下行链路信号。通过这种方式，提升了本方案的使用灵活性。又例如，对于上行链路，可以选择多个波束中的至少一个波束接收用户的上行链路信号，并将上述至少一个波束接收到的该用户的上行链路信号进行合并处理。优选地，可以根据基站检测的上行信号测量信息进行选择，比如，通过基站检测的上行信号测量信息获取到多个波束的信号质量；选择多个波束中信号质量优于或等于第二阈值的波束接收用户的上行链路信号，或者也可以按照该多个波束中的信号质量由高到低的顺序选择一个或者多个波束接收用户的上行链路信号，或者还可以直接选择上述多个波束中向用户发射下行链路信号的波束，接收用户的上行链路信号。其中，上述的第一阈值可以与第二阈值相等，也可以不相等。通过这种方式，提升了本方案的使用灵活性。此外，为了进一步提升无线资源的利用率，还可以对小区中的某些用户之间的空间隔离性进行检测，这里以该小区中的任意两个用户(第一用户和第二用户)为例进行说明，在检测到第一用户和第二用户之间的空间隔离性优于第三阈值的情况下，第一用户和第二用户可以复用相同的时频资源。需要说明的是，本实施例及以下优选实施例中的“第一” “第二”等等仅为叙述方便，并无特定顺序等，并不构成对本发明实施例的限定。例如，在第一用户和第二用户之间的干扰小于第四阈值的情况下，可以认为第一用户和第二用户之间的空间隔离性优于第三阈值，则第一用户和第二用户可以复用相同的时频资源。其中，对于第一用户和第二用户之间的干扰的判断，可以有多种方式，比如，当第一用户位于有源天线波束i的边缘且第二用户位于有源天线波束j的边缘，可以检测第一用户接收到的i波束上有用信号的信号强度与接收到的j波束上干扰信号的信号强度之差或者之比大于某一指定值，则可以认为第一用户和第二用户之间的干扰小于第四阈值。又例如，在接收第一用户的上行链路信号的波束与接收第二用户的上行链路信号的波束不存在交集的情况下，可以认为第一用户和第二用户之间的空间隔离性优于第三阈值，则第一用户和第二用户可以复用相同的时频资源。再例如，在接收第一用户的上行链路信号的波束与接收第二用户的上行链路信号的波束存在部分交集的情况下，可以选择接收第一用户的上行链路信号的波束与接收第二用户的上行链路信号的波束中的无交集部分复用相同的时频资源。
对应于上述方法，本实施例还提供了一种基于有源天线的通信系统组网装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。图2是根据本发明实施例的基于有源天线的通信系统组网装置的结构框图，如图2所示，该装置包括设置模块22和组网模块24，下面对各个模块进行详细说明。设置模块22，用于设置有源天线产生多个波束；组网模块24，与设置模块22相连，用于用于将所述多个波束覆盖同一小区。本实施例通过上述装置，将采用设置模块22设置的有源天线产生的多个波束通过组网模块24覆盖同一小区，由于这些波束属于同一小区，从而能够使得在波束交叠区不但不会产生同频干扰，反而能够提高传输增益，解决了有源天线应用中的干扰和切换问题，避免了额外的切换和开销，同时可实现精细覆盖，提高系统容量，还可以减小了系统复杂度，有利于系统性能的进一步提升。
图3是根据本发明实施例的组网模块24的优选结构框图，如图3所示，组网模块24可以包括选择模块242，用于选择该多个波束中的至少一个波束与小区中的用户进行
信号传输。图4是根据本发明实施例的基于有源天线的通信系统组网装置的优选结构框图，如图4所示，该装置还可以包括检测模块42，与组网模块24相连，用于检测小区的第一用户和第二用户之间的空间隔离性；复用模块44，与检测模块42相连，用于在检测模块42检测到空间隔离性优于第三阈值的情况下，第一用户和第二用户复用相同的时频资源。下面结合优选实施例进行说明，以下优选实施例结合了上述实施例及其优选实施方式。实施例一 在本优选实施例中提供了一种基于有源天线的无线通信系统中增强覆盖性能、提升系统容量的组网技术方案和装置。该方案能够有效解决干扰问题，灵活调整小区覆盖和提升系统容量，为无线通信系统高速率高容量需求以及同频干扰带来的覆盖问题提供了一种灵活易行的组网解决方案。图5是根据本发明实施例一的基于有源天线多波束特性的组网方法的流程图，如图5所示，本优选实施例提出的基于有源天线的组网应用方案包括如下步骤步骤S502，设置有源天线各阵子幅度和相位上的权值系数，产生N个波束，将N个波束中的部分或者所有波束覆盖的区域属于同一个小区，采用相同的小区编号；这里N为正整数，对于每个蜂窝小区，N值的大小可以不相同。其中，这里有源天线的N个波束可以是垂直方向的，或水平方向的，或垂直方向与水平方向的结合等。优选的，各个波束覆盖区域可根据无线环境以及业务量分布等特征来划分，根据各波束覆盖需求确定各波束的天线方向图信息，得到相应的天线权值系数。优选地，各波束天线方向图和覆盖区域可通过配置基站进行调整，满足实际网络覆盖需求。可选的，基站也可以自适应的调整有源天线各波束天线方向图(比如通过改变天线阵子权值系数等方式)，来适应网络内的变化(比如无线环境、用户分布、业务量分布等的变化)，满足实际网络覆盖需求。步骤S504，根据测量信息，选择对用户发送和接收信号的波束，例如在实施过程中，对于下行链路，基站可根据用户上报的下行信号测量信息，如下行参考信号接收功率、信道质量信息等，选择上述有源天线N个波束中的L个波束发射信号；这里I < L < N，且对于不同用户，L值可能不同。可选的，基站也可根据接收到的用户发送的上行信号测量信息，选择上述有源天线N个波束中的L个波束发射信号。对于上行链路，基站可根据上行信号测量信息选择有源天线N个波束中的M个波束来接收信号，接收机对有源天线的M个波束上接收到的信号进行合并处理；这里I彡M彡N，且对于不同用户，M值可能不同。优选地，下行可直接采用上行的波束选择结果，比如在上下行无线信道具有互易性的系统应用中。优选地，有源天线不同波束上的发射功率可以不相同。根据波束覆盖区域特点，调整有源天线不同波束上的发射功率，可以有效提高系统性能。步骤S506，优选地，可以对各用户间的空间隔离性进行判决，如果空间隔离性比较好，则进入步骤S508，否则结束流程。步骤S508，对于空间隔离性好，相互之间干扰比较小的用户，复用相同的时频资源，可以提升系统容量。本优选实施例还提供了一种基于有源天线多波束特性的无线通信系统装置，该装置可以有效解决干扰问题，实现精细灵活的网络覆盖，提升通信系统的容量。图6是根据本发明实施例一的基于有源天线多波束特性的无线通信系统装置的示意图，如图6所示，该装置包括有源天线，基带处理单元以及控制单元；其中，基带处理单元包括调度和资源分配模块(实现了上述处理模块24和复用模块44的功能)和基带模块(实现了上述设置模块22、选择模块242以及检测模块42的功能)，而基带模块又包括天线 权值设置子模块(实现了设置模块22的功能)、用户波束选择子模块(实现了选择模块242的功能)和用户隔离度判决子模块(实现了检测模块42的功能)。上述有源天线可以包括多个极化天线阵子，每个极化阵子单独馈电且对应一路收发通道。可以通过设置各天线阵子幅度和相位权值系数，产生N个波束，覆盖一个蜂窝小区。上述控制单元可以设置各天线阵子幅度和相位权值系数，满足网络覆盖需求。可选的，通过检测网络内的变化(比如无线环境、用户分布、业务量分布等的变化)，自适应调整有源天线各波束天线方向图，满足实际网络覆盖需求。图7是根据本发明实施例一的有源天线的多波束特性示意图，如图7所示，可以设置各天线阵子幅度和相位上的权值系数，产生多个波束覆盖蜂窝小区。图8是根据本发明实施例一的有源天线应用下的多波束覆盖示意图，如图8所示，在实际应用中，有源天线的多个波束可以是垂直方向的，如图8中小区I所示；或者水平方向上的，如图8中小区2所示；或者是垂直方向和水平方向的结合，如图8中小区3所示。上述天线权值设置子模块可以根据控制单元确定的天线权值系数，结合用户波束选择模块的结果，设置对各用户发射和接收信号时对应的天线权值系数。优选地，对于下行链路，上述用户波束选择子模块可以用于根据用户上报的下行信号测量信息，如下行参考信号接收功率、信道质量信息等，选择上述有源天线N个波束中的L个波束发射信号；可选的，也可根据接收到的用户发送的上行信号，选择上述有源天线N个波束中的L个波束发射信号。优选地，该用户波束选择子模块还可以用于不同波束上发射功率的调整。优选地，对于上行链路，上述用户波束选择子模块还可以用于天线射频单元将接收到的上行信号传递给基带处理单元，在波束选择子模块中选择接收信号质量最好的M个波束来进行信号接收合并。优选地，该用户波束选择子模块还可以用于下行直接采用上行的波束选择结果来发送信号。上述用户隔离度判决子模块可以根据用户反馈的下行信号测量信息，或者接收到的上行信号测量信息，结合用户波束选择子模块的结果，判别各用户之间的空间隔离度。上述调度和资源分配模块可以在对用户调度和资源分配过程中，对于隔离性好的用户，复用相同的时频资源。
可以看出，本优选实施例中的方案和装置采用有源天线产生的多个波束来覆盖同一个蜂窝小区，相比于水平扇区化、垂直扇区化等其它应用特性，具有一系列优势I.本方案简单易行，有源天线的波束数目可根据实际情况来实现和调整，实现最优的精细覆盖；2.避免了如水平、垂直扇区化特性下不同波束之间信号带来的干扰问题；3.多个波束同时发送和接收信号带来的增益可以提升边缘用户性能，进一步解决覆盖问题；4.避免了如水平、垂直扇区化特性下由于扇区数和交叠区的增加带来的复杂的切换策略问题和开销；5.优选地，对于空间隔离性较好的波束，各个波束之间没有严重的干扰，可在不同波束间做空分，复用时频资源，提升系统容量。 实施例二 图9是根据本发明实施例二的有源天线应用示意图，如图9所示，根据无线环境以及业务量分布等特征来划分有源天线各个波束覆盖区域，控制单元根据各波束覆盖需求确定具体天线方向图信息，得到相应的天线权值系数。对于无线通信网络的某一蜂窝小区，如图9中斜线所示区域的用户群，分别由有源天线N个波束中的波束i和波束j来进行覆盖，记波束i和波束j对应的天线权值分别为Wi和Wj,波束i和波束j合成的天线方向图对应的权值为Wijt5基站按照一定的时序，依次对发送给用户的下行参考信号乘以各波束对应的权值系数后进行发送；用户(User Equipment,简称为UE)接收基站发送的下行参考信号，并按照相应的时序将测量得到的信息反馈给基站，如下行参考信号接收功率，下行信道质量信息等。用户波束选择子模块根据用户反馈回来的下行信号测量信息，计算有源天线N个波束上的接收信号质量信息P1, P2,...,Pn ;此过程中，只需要考虑到参考信号和数据信号的发射功率差别，根据此功率差进行折算。用户波束选择子模块将估计得到的接收信号质量信息和某一预先设置的阈值T比较，选择P1, P2, , PN中大于该阈值T的L个波束来发射信号。具体实施过程中预设的阈值T可以通过仿真评估或者外场实测统计得到。如图9所示，用户UEl处于波束i和波束j覆盖的交叠区，基带处理单元按照上述方法估计得到，UEl接收到的来自有源天线波束i和波束j上的接收信号质量Pli和均大约预设的阈值T，选择波束i和波束j同时对该用户发送下行信号，即将发送给该用户的信号乘以权值后传给天线射频单元进行发射。对于上行信号，选择来自波束i和波束j上的信号进行合并处理，即分别对天线射频单元接收到的信号乘以权值系数Wi和 ' 之后进行接收合并处理。本优选实施例不仅解决了干扰的问题，而且波束i和波束j同时对用户UEl发射信号，提升了信号质量，增强了覆盖性能。实施例三图10是根据本发明实施例三的有源天线应用示意图，如图10所示，控制单元检测到网络内业务量分布发生变化，根据业务分布，获取有源天线波束覆盖区域信息，得到相应的天线权值系数，调整有源天线权值系数，满足网络覆盖需求。比如，当某一蜂窝小区内业务量分布由图9变化为图10中斜线所示区域，基站检测到业务量变化，获取波束覆盖区域信息，调整有源天线波束i和波束j对应的天线权值系数为Wi'和。具体实施过程中，可以设置波束i上的发射功率比波束j上的低。基站按照一定的时序，依次对发送给用户的参考信号乘以各波束权值系数后，传给有源天线的射频单元发送出去；用户接收基站发送的参考信号，并按照相应的时序将测量得到的信息反馈给基站，如下行参考信号接收功率，下行信道质量信息等。用户波束选择子模块根据用户反馈回来的下行信号测量信息，估计来自有源天线N个波束上的接收信号质量信息P1, P2，...,Pn ;此过程中，只需要考虑到参考信号和数据信号的发射功率差别，根据此功率差进行折算。用户波束选择子模块将估计得到的接收信号质量信息和某一预先设置的阈值T 比较，选择P1, P2, , Pn中大于该阈值T的L个波束来发射信号。实施过程中预设的阈值T可以通过仿真评估或者外场实测统计得到。如图10所示，用户UE2和用户UE3分别位于有源天线波束i和波束j覆盖的边缘区域，对于UE2来说，接收到的来自有源天线波束i的信号质量P2i远大于来自有源天线波束j的信号质量P2p选择采用有源天线波束i来发送信号，即基带处理单元将发送给该用户的信号乘以权值Wi'后传给天线射频单元进行发射。对于上行信号，选择波束i上的信号作为接收到的信号，即基带处理单元将天线射频单元接收到的信号乘以权值系数Wi'后接收处理；类似的，对于UE3来说，基带处理单元选择采用有源天线波束j来发送和接收信号。此外，还可以判断各用户间空间隔离性，对于隔离性好的用户来说，复用时频资源，例如可以具体包括计算发送给本用户相应波束上的有用信号质量信息Ps ;计算来自待复用用户相应波束上的干扰信号质量信息P1;比较Ps和P1的大小，如果Ps和P1差值大于某一预先设置的阈值T'，说明用户之间的干扰较小，进行时频资源的复用。实施过程中预 设的阈值T'可以通过仿真评估或者外场实测统计得到。如图10所示，对于UE2和UE3来说，由于UE2上本波束上有用信号强度P2i远大于来自波束j (待复用用户对应波束)上的干扰信号强度P2」，说明UE2和UE3之间没有较强干扰，则UE3和UE2可复用相同的时频资源，从而能够进一步提升系统容量。实施例四本优选实施例和实施例一具有相同的场景，其不同在于将上述方案和装置用于时分系统中，如图9所示，对于时分系统，基带处理单元可利用上下行信道互易的特性来选择对用户发射和接收信号的波束。具体实施过程中，基带处理单元可以根据上行参考信号的接收功率，来选择对该用户发射上下行信号的有源天线的波束。
例如，有源天线射频单元将接收到的来自用户的上行参考信号传给基带处理单元，基带处理单元依次各波束对应权值系数赋形，得到的信号功率为Prs1, Prs2,PrsN ；估计用户接收到的来自有源天线各波束上的接收信号功率P1, P2，...,Pn ;此过程中，可以考虑参考信号和数据信号的发射功率差别，根据此功率差进行折算。用户波束选择子模块将估计得到的接收信号质量信息和某一预先设置的阈值T比较，选择P1, P2, , Pn中大于该阈值T的L个波束来发射信号。具体实施过程中预设的阈值T可以通过仿真评估或者外场实测统计得到。如图9所示，用户UEl处于波束i和波束j覆盖的交叠区，基带处理单元按照上述方法估计得到，UEl接收到的来自有源天线波束i和波束j上的接收信号质量Pli和PL均大约预设的阈值T，选择波束i和波束j同时对该用户发送下行信号，即基带处理单元将发送给该用户的信号乘以权值后传给天线射频单元进行发射。对于上行信号，选择来自波束i和波束j上的信号进行合并处理，即基带处理单元分别对天线射频单元接收到的信号乘以权值系数WjPwj之后进行接收合并处理。本优选实施例不仅解决了干扰的问题，而且波束i和波束j同时对用户UEl发射信号，提升了信号质量，增强了覆盖性能。实施例五本优选实施例和实施例二具有相同的场景，其不同之处在于将上述方案和装置用于时分系统中，如图10所示，对于时分系统，基带处理单元可利用上下行信道互易的特性来选择对用户发射和接收信号的波束。具体实施过程中，可以设置波束i上的发射功率比波束j上的低。基带处理单元 根据上行参考信号的接收功率，来选择对该用户发射上下行信号的有源天线的波束。例如，有源天线射频单元将接收到的来自用户的上行参考信号传给基带处理单元，基带处理单元依次各波束对应权值系数赋形，得到的信号功率为Prs1, Prs2,PrsN ；估计用户接收到的来自有源天线各波束上的接收信号功率P1, P2，...,Pn ;此过程中，只需要考虑到参考信号和数据信号的发射功率差别，根据此功率差进行折算。基带处理单元将估计得到P1, P2, . . . , Pn和某一预先设置的阈值比较，选择接收功率大于该阈值的波束来进行信号发射和接收。实施过程中预设的阈值可以通过仿真评估或者外场实测统计得到。如图10所示，用户UE2和用户UE3分别位于有源天线波束i和波束j覆盖的边缘区域，对于UE2来说，接收到的来自有源天线波束i的信号质量P2i远大于来自有源天线波束j的信号质量P2p选择采用有源天线波束i来发送信号，即基带处理单元将发送给该用户的信号乘以权值Wi后传给天线射频单元进行发射。对于上行信号，采用来自波束i上的信号作为接收到的信号，即基带处理单元将天线射频单元接收到的信号乘以权值系数Wi后接收处理；类似的，对于UE3来说，基带处理单元选择采用有源天线波束j来发送和接收信号。判断各用户间空间隔离性，对于隔离性好的用户来说，复用时频资源。具体包括计算发送给本用户相应波束上的有用信号质量信息Ps;计算来自待复用用户相应波束上的干扰信号质量信息P1 ;比较&和匕的大小，如果&和匕差值大于某一预先设置的阈值T'，说明用户之间的干扰较小，进行时频资源的复用。实施过程中预设的阈值T'可以通过仿真评估或者外场实测统计得到。如图10所示，对于UE2和UE3来说，由于UE2上本波束上有用信号强度P2i远大于来自波束j (待复用用户对应波束)上的干扰信号强度P2p说明UE2和UE3之间没有较强干扰，则UE3和UE2可复用相同的时频资源，进一步提升系统容量。需要说明的是，对于本发明上述实施例以及优选实施例中的天线权值设定、用户波束选择、用户空间隔离度判决方法，在不偏离本发明的精神和范围的条件下，本领域的技术人员能够考虑到的许多修正、更换、变化、替代和等效的内容，均应包含在本发明的保护范围之内。例如，上述优选实施例中的用户波束选择方式并不局限于实施例中提出的方式，在另一实施例中，可不考虑不同信道发射功率的差别，直接通过用户反馈的下行信号测量信息或基站接收到的上行信号测量信息来选择对用户发射和接收信号的波束。又如，对于各用户间空间隔离性的判别，也可根据上述波束选择结果，基站判别对各用户接收信号的波束簇间是否存在交集，如果波束簇之间没有交集，说明用户间的隔离性较好，互相之间的干扰较小，可以复用相同的时频资源。如果波束簇之间有部分交集，可以根据情况选择复用波束簇中无交集部分波束的相同时频资源。综上所述，本发明实施例所提供的基于有源天线的通信系统组网应用方案和通信系统装置中，利用有源天线通过调整 各天线阵子幅度相位权值来灵活控制天线波束方向图的优点，采用多个波束来覆盖同一蜂窝小区；不同于水平、垂直扇区化的应用中，每个波束覆盖一个独立的小区，在该方案中，所有波束覆盖区域属于同一个小区，在波束交叠区，多个波束一起发送和接收信号，避免多波束间干扰的同时，提高了有用信号质量，增强了覆盖性能；如用户所处位置各波束空间隔离性比较好，各个波束之间没有严重的干扰，则在不同波束间做空分，复用时频资源，提升了系统容量。并且，该技术方案简单易行，避免了额外的切换和冗余开销，不会增加额外的复杂度，而且能够实现精细覆盖，控制干扰，提高系统容量。综上所述可以看出，本发明实施例利用有源天线通过调整各天线阵子幅度相位权值系数产生多个波束来覆盖同一蜂窝小区；根据用户所处位置选择相应的波束来发送和接收信号。在波束交叠区，多个波束一起发送和接收信号；如用户所处位置对应的各个波束之间没有严重的干扰，则可复用相同的时频资源，解决了有源天线应用中的干扰和切换问题，避免了额外的切换和开销，同时可实现精细覆盖，提高系统容量。在另外一个实施例中，还提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施例中描述的技术方案。在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述软件，该存储介质包括但不限于光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种基于有源天线的通信系统组网方法，其特征在于，包括 设置有源天线产生多个波束； 将所述多个波束覆盖同一小区。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，将所述多个波束覆盖同一小区包括 选择所述多个波束中的至少一个波束与所述小区中的用户进行信号传输。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，选择所述多个波束中的至少一个波束与所述小区中的用户进行信号传输包括 选择所述多个波束中的至少一个波束向所述用户发射下行链路信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，选择所述多个波束中的至少一个波束向所述用户发射下行链路信号包括 根据所述用户上报的下行信号测量信息和/或基站检测的上行信号测量信息，选择所述多个波束中的至少一个波束向所述用户发射下行链路信号。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述用户上报的下行信号测量信息和/或基站检测的上行信号测量信息选择所述多个波束中的至少一个波束向所述用户发射下行链路信号包括 通过所述用户上报的下行信号测量信息和/或基站检测的上行信号测量信息获取到所述多个波束的信号质量； 选择所述多个波束中所述信号质量优于或等于第一阈值的波束向所述用户发射下行链路信号。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，选择所述多个波束中的至少一个波束向所述用户发射下行链路信号包括 选择所述多个波束中接收所述用户的上行链路信号的波束向所述用户发射所述下行链路信号。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其特征在于，选择所述多个波束中的至少一个波束与所述小区中的用户进行信号传输包括 选择所述多个波束中的至少一个波束接收所述用户的上行链路信号，并将所述至少一个波束接收到的所述用户的上行链路信号进行合并处理。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，选择所述多个波束中的至少一个波束接收所述用户的上行链路信号包括 根据基站检测的上行信号测量信息选择所述多个波束中的至少一个波束接收所述用户的上行链路信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据基站检测的上行信号测量信息选择所述多个波束中的至少一个波束接收所述用户的上行链路信号包括 通过所述基站检测的上行信号测量信息获取到所述多个波束的信号质量； 选择所述多个波束中所述信号质量优于或等于第二阈值的波束接收所述用户的上行链路信号。
10.根据权利要求I至9中任一项所述的方法，其特征在于，将所述多个波束覆盖同一小区之后，还包括 检测所述小区的第一用户和第二用户之间的空间隔离性；在所述空间隔离性优于第三阈值的情况下，所述第一用户和所述第二用户复用相同的时频资源。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述空间隔离性优于第三阈值的情况下，所述第一用户和所述第二用户复用相同的时频资源包括 在所述第一用户和所述第二用户之间的干扰小于第四阈值的情况下，所述第一用户和所述第二用户复用相同的时频资源；或者， 在接收所述第一用户的上行链路信号的波束与接收所述第二用户的上行链路信号的波束不存在交集的情况下，所述第一用户和 所述第二用户复用相同的时频资源；或者，在接收所述第一用户的上行链路信号的波束与 接收所述第二用户的上行链路信号的波束存在部分交集的情况下，选择所述接收所述第一用户的上行链路信号的波束与接收所述第二用户的上行链路信号的波束中的无交集部分复用相同的时频资源。
12.一种基于有源天线的通信系统组网装置，其特征在于，包括 设置模块，用于设置有源天线产生多个波束； 组网模块，用于将所述多个波束覆盖同一小区。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述组网模块包括 选择模块，用于选择所述多个波束中的至少一个波束与所述小区中的用户进行信号传输。
14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述装置还包括 检测模块，用于检测所述小区的第一用户和第二用户之间的空间隔离性； 复用模块，用于在所述检测模块检测到所述空间隔离性优于第三阈值的情况下，所述第一用户和所述第二用户复用相同的时频资源。
全文摘要
本发明公开了一种基于有源天线的通信系统组网方法及装置，其中，该方法包括设置有源天线产生多个波束；将该多个波束覆盖同一小区。通过本发明，解决了有源天线应用中的干扰和切换问题，避免了额外的切换和开销，同时可实现精细覆盖，提高系统容量。
文档编号H04W16/28GK102724682SQ20121016668
公开日2012年10月10日 申请日期2012年5月25日 优先权日2012年5月25日
发明者向际鹰, 张芳, 耿鹏, 黄沛瑜 申请人:中兴通讯股份有限公司