一种波束调整方法和设备的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种波束调整方法，该方法根据汇聚基站收发系统HBTS下不同扇区的业务分布信息和远程回程单元RBU的地理位置信息进行波束调整。本发明还提供了相应的设备。实施本发明的波束调整方法和设备，达到了降低对邻区的干扰和提高资源利用率的效果。
【专利说明】一种波束调整方法和设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域，尤其涉及一种波束调整方法和设备。
【背景技术】
[0002]由于无线数据业务的快速增长，常规宏基站已经无法满足客户需求。针对业务量较大的热点地区和小区边缘，采用小基站来提高频率复用效率，改善用户服务质量(Quality of Service, QOS)将成为一种趋势。
[0003]为保证在数据流量高度增长的同时保证Q0S，很多运营商认为分流移动数据是高效使用无线频谱资源的一种较高的解决方案。由于存在有线回程资源的站址较少，因而要解决大规模部署小基站来带来的数据回传问题，有两种方案来解决数据回传问题，一是重新安装有线资源；二是采用无线传输进行数据回传；方案一由于需要重新挖掘与布线，成本非常高，通常不会采用；目前采用无线传输进行数据回程是一种趋势。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种波束调整方法和设备，可以利用扇区下设备的地理分布信息对波束覆盖范围进行调整，减低了对邻区的干扰，并且利用共站相邻小区和不共站相邻小区之间业务分布的不均匀性进行波束覆盖范围的调整，提高了资源的利用率。
[0005]根据本发明的第一方面，提供了一种波束调整方法，包括:
[0006]根据汇聚基站收发系统HBTS下不同扇区的业务分布信息和RBU地理位置信息进行波束调整。
[0007]根据本发明的第二方面，提供了一种汇聚基站收发系统，包括配置于汇聚基站收发系统HBTS的调整模块，
[0008]所述调整模块，用于根据所述HBTS下不同扇区的业务分布信息和远程回程单元RBU地理位置信息进行波束调整。
[0009]实施本发明实施例，具有如下有益效果:通过利用扇区的业务分布信息和扇区下RBU的地理位置信息进行波束调整，达到了降低对邻区的干扰和提高资源利用率的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1图示了根据本发明实施方式的波束调整方法的示意图。
[0012]图2图示了波束调整前共站小区波束覆盖示意图。
[0013]图3图不了波束调整后共站小区波束覆盖不意图。
[0014]图4图示了波束调整的水平天线增益图样。[0015]图5图示了根据本发明实施方式的汇聚基站收发系统的示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0017]需要说明的是，本发明实施方式中的波束调整方法既适用于3G长期演进(LongTerm Evolution, LTE)、LTE 后续演进(Long Term Evolution-Advanced, LTE-A)框架下用户设备(User Equipment，UE)、基站(NodeB)、演进基站(eNB)在无线传输中波束的调整，也适用于微波通信下的无线传输中波束的调整。本发明下述【具体实施方式】中为了例示目的以LTE-A框架的基站eNB为例进行描述，而不应将所描述的上述【具体实施方式】理解为对本发明的限制。本发明实施方式中，LTE回程基站(Backhaul eNodeB, B_eNB)下可划分为多个扇区(例如，3扇区，每扇区120度覆盖的规则扇区，每一扇区又可称为“小区”，本文中扇区和小区可替代使用，本发明实施方式中的扇区调整既适用于规则扇区的波束调整，也就是说，划分规则扇区后首次的波束调整，也适用于相对而言不是规则扇区的波束调整，也就是说，可能是对规则扇区首次调整后，后续的非规则扇区的波束调整)，多个扇区中每一扇区都可有其对应的数据处理硬件设备(例如，数据处理芯片)或数据处理软件(例如，数据处理程序)等，而上述数据处理硬件设备或处理软件可视为B-eNB的一个组成部分/模块。
[0018]参见图1，图示了根据本发明实施方式的波束调整方法的示意图，具体而言，该波束调整方法包括:
[0019]S100，根据汇聚基站收发系统HBTS下不同扇区的业务分布信息和RBU地理位置信息进行波束调整。
`[0020]本发明实施方式中，汇聚基站收发系统(Hub Base Transceiver System, HBTS)包括LTE框架下用于回程传输的演进基站(Backhaul eNodeB, B_eNB)和微波通信中对应的处理设备。例如，在LTE场景下，汇聚基站收发系统HBTS可以是B-eNB;而在微波通信场景下，HBTS可以是对应的数据处理设备。远程回程单元(Remote Backhaul Unit，RBU)可以是LTE框架下回程传输中B-eNB下属的用户设备(Backhaul User Equipment, B-UE)。在LTE框架系统中，可以根据回程基站B-eNB下属不同扇区的业务分布信息和该扇区中回程用户设备B-UE的地理位置信息进行波束调整，例如，可以对基带进行天线加权，也可以对中频数字域进行加权，来到扇区覆盖目的。
[0021]本发明实施方式中，在进行波束调整调整之前，回程基站B-eNB在启动后进行初始化，一般采用默认的规则扇区进行波束发射。例如，扇区波束可以是在一定规则波束法线附近(_θ° θ° )，扇区波束方向在此范围内均匀划分，粒度为2 Θ/N，权值矩阵或矢量记为U…也可以根据实际B-UE地理位置或DOA进行动态的扇区波束设计。如基于DOA进行扇区波束设计可以是:
务 Φ,,)
[0022]= Σ............1...............................................................................τ
[0023]其中从.——.—-
[0024]a 辑,)=I exp|-./11^-Sin ^11 j --.exp(-- l)sinf々 j | 为导向向量，θη 为第 n 个B-UE的DOA角度，假定扇区内总的B-UE数目为N个。
[0025]在回程基站B-eNB初始化之后，会接收该B_eNB不同扇区下B-UE上报的本区(即该B-UE所属的扇区)和邻区的指示信号质量的测量值，该指示信道质量的测量值包括:参考信号接收功率(Reference Signal Received Power, RSRP),接收信号强度指不(Received Signal Strength Indicator, RSSI),信号与干扰加噪声比(Signal toInterference plus Noise Ratio, SINR)。本领域技术人员根据应用需要还可以采用指示信号质量的其他测量值。其中邻区可以是B-eNB配置的本区RSRP和邻区RSRP之差的绝对值在预定阈值(例如，IdB、2dB、3dB等)范围内的B-UE。需要说明的是，本领域技术人员可根据应用需要对B-eNB配置的阈值进行设置，若将阈值设置的较大，那么需要上报的B-UE的本区和邻区RSRP的个数较多，也就是说，就本区和邻区的RSRP差值这一方面而言，B-UE的邻区的个数较多；反之，若将阈值设置的较小，那么需要上报的B-UE的本区和邻区RSRP的个数较少。在接收到B-UE上报的本区和邻区RSRP后，B-eNB会保存在存储模块中以便后续处理使用。
[0026]B-eNB除了接收B-UE上报的本区和邻区RSRP，还接收B-UE上报的其自身的地理位置信息，例如，可以通过全球定位系统(Global Positioning System, GPS)获得,也可以通过空口估计DOA(Direction ofarrival, DOA)获得水平方位信息，并对所获取的地理位置信息进行维护。在一些实施方式中，B-eNB和B-UE的地理位置信息由运营管理和维护(Operation Administration and Maintenance, 0AM)配置，只有B_eNB下有新增B-UE,则启动OAM下发新增B-UE地理位置信息给B-eNB。在B_eNB或B-UE自身有全球定位系统GPS配置的场景下，开站时会自动上报地理位置信息，则开站后每个B-eNB请求OAM下发地理位置信息。地理位置信息可以是经度、纬度及高度信息，例如，可以通过安装B-UE时其他设备测试获得，或通过自带的GPS获取，或通过其周边存在通信连接的其他通信设备获取；地理位置信息还可以到达方向DOA信息，例如，可以通过测试B-UE发射的上行信号测试得到。
[0027]在B-eNB获取扇区下B-UE的本区和邻区RSRP和地理位置信息后，可以周期(例如，可以以15min、30min等为周期)的触发波束调整流程，还可以通过过载提示事件来触发波束调整流程。
[0028]在本发明的一些实施方式中，B-eNB通过过载提示(例如，通过统计当前资源块RB占用率和待发送的数据量来确定过载)判断不同扇区中是否存在过载小区，若存在过载小区，则可以根据过载小区的业务分布信息和该过载小区下B-UE的地理位置信息对过载小区进行共站相邻小区间的波束调整，在进行共站相邻小区间的波束调整后，还可以进一步进行不共站相邻小区间的波束调整 ，这是由于B-UE地理位置分布问题，导致同一基站下可能无法通过扇区权值达到分流B-UE的目的，此时该基站下过载小区仍可能存在。
[0029]在另一些实施方式中，若判断存在过载小区，可以根据过载小区的业务分布信息和地理位置信息对过载小区进行不共站相邻小区间的波束调整。
[0030]在本发明的实施方式中，若判断不存在过载小区，可以根据B-eNB下扇区中B-UE地理位置信息进行波束调整，也就是根据扇区中B-UE对应的地理位置对本扇区进行波束调整，仅考虑本扇区中的波束调整，而不考虑共站相邻小区或不共站相邻小区间的波束调整。
[0031]本发明实施方式中，在过载小区有一个以上时，可以根据负载过载程度来确定过载小区，例如，可以选择负载过载最重的小区作为过载小区。
[0032]在共站相邻小区的波束调整中，首先，根据过载小区(为了描述方便，简称为“Celll”)下B-UE上报的本区和邻区的指示信号质量的测量值(例如，RSRP)和/或地理位置信息确定出Celll的边缘B-UE，边缘B-UE可以是本区和邻区RSRP之差的绝对值在一定范围的B-UE，也可以是地理位置在Celll边缘的B-UE，还可以同时满足本区和邻区RSRP值和地理位置上述两个条件的B-UE。通过上述方式确定的边缘B-UE可以包括一个或一个以上。然后，从上述确定的边缘B-UE中选择出邻区负载为低负载的B-UE，并根据选择出的B-UE的邻区的低负载程度和RSRP的值来确定分流B-UE，若符合邻区为低负载条件的B-UE有一个以上，则可以从中选择B-UE的本区和邻区RSRP差值绝对值最小的B-UE作为分流B-UE，或者，可以从确定的边缘B-UE中选择出邻区为低负载小区且在该邻区的RSRP最大的B-UE作为分流B-UE，或者，还可以从确定的边缘B-UE中选择出邻区为低负载小区且负载最低的B-UE作为分流B-UE，或者还可以从确定的边缘B-UE中选择邻区为低负载小区且负载较低和RSRP值较大的B-UE作为分流B-UE，本领域技术人员可根据应用需要综合考虑邻区的低负载程度和指示信号质量的测量值(例如，RSRP)来确定分流B-UE。为描述方便，将分流B-UE记为B-UE1，该B-UEl的邻区为分流小区，记为Cell2。例如，如图2所示，小区A服务的B-UE较多，同时，该小区的数据热点地区也比较多，导致该小区的负载较重，确定为过载小区，并且通过计算发现与小区A在同一基站下的小区C负载较低，存在资源剩余(例如，时/频/码/功率资源)，并且位于小区A和小区C之间的B-UE满足上述分流B-UE的条件，相应的，小区C可作为分流小区。
[0033]在确定出分流B-UEl和分流小区后，根据B-UEl对过载小区和分流小区作出波束调整的预估值，例如，可以如图3所示。具体而言，可以根据分流B-UEl的地理位置信息和/或DOA信息选择扇区波束(例如，可以通过遍历轮询划分的各个扇区)或者自适应地计算扇区波束，计算波束调整前和预估的波束调整对信号质量的影响。例如，波束调整前B-UEl的信号与干扰加噪声比SINR为:
[0034]
【权利要求】
1.一种波束调整方法，其特征在于，包括: 根据汇聚基站收发系统HBTS下不同扇区的业务分布信息和远程回程单元RBU地理位置信息进行波束调整。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据HBTS下不同扇区的业务分布信息和RBU地理位置信息进行波束调整包括: 根据所述HBTS的过载提示判断所述HBTS中是否存在过载小区， 若存在过载小区，则根据所述过载小区的业务分布信息和所述过载小区下RBU的地理位置信息对所述过载小区进行共站相邻小区间的波束调整。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括: 在进行所述波束调整之前，获取所述扇区波束下RBU上报的本区和邻区的指示信号质量的测量值，并获取所述扇区波束下RBU的地理位置信息，其中所述测量值包括:参考信号接收功率RSRP，接收信号强度指示RSSI，信号与干扰加噪声比SINR，所述地理位置信息包括:经纬度和高度信息，到达方向DOA信息。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述过载小区的业务分布信息和所述过载小区下RBU的地理位置信息对所述过载小区进行共站相邻小区间的波束调整包括: 根据所述过载小区下RBU上报的本区和邻区的指示信号质量的测量值和/或地理位置信息确定出所述过载小区的边缘RBU，其中所述边缘RBU包括一个或一个以上RBU ； 从所述边缘RBU中选择出邻区为低负载小区的RBU，并根据所述选择出的RBU邻区的低负载程度和所述指示信号质量的测量值来确定分流RBU，将所述分流RBU的邻区作为分流小区； 根据所述分流RBU对过载小区和分流小区作出波束调整图样的预估值； 根据所述预估值和调整前波束图样计算所述分流小区所有RBU的信噪比SNR下降信息，获取所述预估值的信道质量指示CQI和时频资源分配，确定所述分流小区的剩余时频资源数； 指示所述过载小区知会所述分流小区所述分流RBU的容量需求信息，和信道质量指示CQI和所述指示信号质量的测量值的差值； 指示所述分流小区根据所述剩余时频资源数，预估所述分流RBU切换到所述分流小区后的CQI和容量需求信息来判断所述分流小区是否满足所述分流RBU的服务质量QOS需求， 若满足，则按照所述波束调整图样的预估值进行波束调整。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据HBTS下不同扇区的业务分布信息和RBU地理位置信息进行波束调整包括: 根据所述HBTS的过载提示判断所述HBTS中是否存在过载小区， 若存在过载小区，则根据所述过载小区的业务分布信息和所述过载小区下RBU的地理位置信息对所述过载小区进行不共站相邻小区间的波束调整。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述过载小区的业务分布信息和所述过载小区下RBU的地理位置信息对所述过载小区进行不共站相邻小区间的波束调整包括:获取所述过载小区的不共站相邻小区的负载信息，并将所述不共站小区中的低负载小区作为备选的分流小区； 根据所述过载小区下RBU上报的本区和邻区的指示信号质量的测量值或者所述备选的分流小区的低负载程度确定出分流RBU，该分流RBU的邻区为分流小区； 根据所述分流RBU对所述过载小区和分流小区作出波束调整图样的预估值； 根据所述预估值和调整前波束图样计算所述分流小区所有RBU的信噪比SNR下降信息，获取所述预估值的信道质量指示CQI和时频资源分配，确定所述分流小区的剩余时频资源数； 指示所述过载小区知会所述分流小区所述分流RBU的容量需求信息，和信道质量指示CQI和所述指示信号质量的测量值的差值； 指示所述分流小区根据所述剩余时频资源数，预估所述分流RBU切换到所述分流小区后的CQI和容量需求信息来判断所述分流小区是否满足所述分流RBU的QOS需求， 若满足，则按照所述波束调整图样的预估值进行波束调整。
7.如权利要求2至6任一项所述的方法，其特征在于，所述过载小区从所有过载小区中根据过载程度选定。
8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述边缘RBU包括本区和邻区的指示信号质量的测量值之差的绝对值满足预定阈值的RBU。
9.如权利要求2至6任一项所述的方法，其特征在于，还包括: 所述波束调整周期地触发波束调整或通过过载提示事件触发波束调整。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括: 根据所述HBTS的过载提示判断所述HBTS中是否存在过载小区， 若不存在过载小区，则根据所述HBTS下扇区中所述RBU地理位置信息进行波束调整。
11.一种汇聚基站收发系统，其特征在于，包括配置于汇聚基站收发系统HBTS的调整模块， 所述调整模块，用于根据所述HBTS下不同扇区的业务分布信息和远程回程单元RBU地理位置信息进行波束调整。
12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述调整模块包括: 第一判断子模块，用于根据所述HBTS的过载提示判断所述HBTS中是否存在过载小区，若存在，则调用第一调整子模块； 第一调整子模块，用于根据所述过载小区的业务分布信息和所述过载小区下RBU的地理位置信息对所述过载小区进行共站相邻小区间的波束调整。
13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，还包括: 预处理模块，用于在进行所述波束调整之前，获取所述扇区波束下RBU上报的本区和邻区的指示信号质量的测量值，并获取所述扇区波束下RBU的地理位置信息，其中所述测量值包括:参考信号接收功率RSRP，接收信号强度指示RSSI，信号与干扰加噪声比SINR，所述地理位置信息包括:经纬度和高度信息，到达方向DOA信息。
14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述第一调整子模块包括: 确定单元，用于根据所述过载小区下RBU上报的本区和邻区的指示信号质量的测量值和/或地理位置信息确定出所述过载小区的边缘RBU，其中所述边缘RBU包括一个或一个以上RBU，从所述边缘RBU中选择出邻区为低负载小区的RBU，并根据所述选择出的RBU邻区的低负载程度和所述指示信号质量的测量值来确定分流RBU，将所述分流RBU的邻区作为分流小区； 预估单元，用于根据确定单元确定出的所述分流RBU对过载小区和分流小区作出波束调整图样的预估值，根据所述预估值和调整前波束图样计算所述分流小区所有RBU的信噪比SNR下降信息，获取所述预估值的信道质量指示CQI和时频资源分配，确定所述分流小区的剩余时频资源数，指示所述过载小区知会所述分流小区所述分流RBU的容量需求信息，和信道质量指示CQI和所述指示信号质量的测量值的差值，指示所述分流小区根据所述剩余时频资源数，预估所述分流RBU切换到所述分流小区后的所述CQI和所述容量需求信息来判断所述分流小区是否满足所述分流RBU的QOS需求，若满足，则调用执行单元执行调整操作； 执行单元，用于按照所述波束调整图样的预估值进行波束调整。
15.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述调整模块包括: 第二判断子模块，用于根据所述HBTS的过载提示判断所述HBTS中是否存在过载小区，若存在，则调用第二调整子模块； 第二调整子模块，用于根据所述过载小区的业务分布信息和所述过载小区下RBU的地理位置信息对所述过载小区进行不共站相邻小区间的波束调整。
16.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述第二调整子模块包括: 确定单元，用于获取所述过载小区的不共站相邻小区的负载信息，并将所述不共站小区中的低负载小区`作为备选的分流小区，根据所述过载小区下RBU上报的本区和邻区的指示信号质量的测量值或者所述备选的分流小区的低负载程度确定出分流RBU，该分流RBU的邻区为分流小区； 预估单元，用于根据所述确定单元确定出的所述分流RBU对所述过载小区和分流小区作出波束调整图样的预估值，根据所述预估值和调整前波束图样计算所述分流小区所有RBU的信噪比SNR下降信息，获取所述预估值的信道质量指示CQI和时频资源分配，确定所述分流小区的剩余时频资源数，指示所述过载小区知会所述分流小区所述分流RBU的容量需求信息，和信道质量指示CQI和所述指示信号质量的测量值的差值，指示所述分流小区根据所述剩余时频资源数，预估所述分流RBU切换到所述分流小区后的CQI和容量需求信息来判断所述分流小区是否满足所述分流RBU的QOS需求，若满足，则调用执行单元执行调整操作； 执行单元，用于按照所述波束调整图样的预估值进行波束调整。
17.如权利要求12至16任一项所述的设备，其特征在于，所述过载小区从所有过载小区中根据过载程度选定。
18.如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述边缘RBU包括本区和邻区的指示信号质量的测量值之差的绝对值满足预定阈值的RBU。
19.如权利要求12至16任一项所述的设备，其特征在于，还包括: 触发模块，用于周期地触发调整模块或通过过载提示事件触发调整模块。
20.如权利要求11所述的设备，其特征在于，包括: 第三判断子模块，用于根据所述HBTS的过载提示判断所述HBTS中是否存在过载小区，若不存在，则调用第三调整子模块执行调整操作；第三调整子模 块，用于根据所述HBTS下扇区中所述RBU地理位置信息进行波束调整。
【文档编号】H04W16/28GK103491553SQ201210197591
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年6月8日 优先权日:2012年6月8日
【发明者】易雄书 申请人:华为技术有限公司