专利名称：一种终端空间到达角度的上报方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通讯领域，主要是多天线阵列覆盖区域下终端空间到达角度的上 报方法及系统。
背景技术：
时分同步码分多址(Time Division-Synchronous Code Division MultipleAccess,简称TD-SCDMA)系统中通用地面无线接入网(Universal TerrestrialRadio Access Network，简称UTRAN)中采用多天线阵列同时覆盖交叠区域的 方式解决移动终端在高速移动的情景下因频繁切换或切换时间过短造成的掉话问题。第三 代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Pro ject，简称 3GPP) TS 25. 433 技术规范 R7版本中定义了小区分组的概念，允许一个小区由多个小区分组(Cell Portion，简称CP) 组成，这就使多组阵列天线同组一个小区成为了一种可能的配置。随着社会的发展，人们对自身所在电磁环境关注越来越成为一个敏感问题，传统 的天线阵列多采用6-8根天线按照特定的顺序排布，相比单天线体积明显庞大很多，造成 了人们对此类天线产生更多电磁辐射的误解，产生不必要的施工阻力。另外，从工程角度上 看，风阻系数过大，也不利于天线的稳定，因此产生了双极化天线等一系列小型化阵列，双 极化天线是一种典型的双阵列天线组。双极化天线中的极化正交方向分为水平/垂直类 型，以及正/负45度类型。多组阵列天线中，两组天线分开距离较大时，空间特性较为独立。为了能更好的平 滑过渡到未来的多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Out-put，简称ΜΙΜΟ)系统，采 用多组阵列天线覆盖同一区域将会成为一种主流趋势，而多组阵列天线不一定按照相同的 朝向排布，天线朝向可以带有相对的夹角。传统的定位手机终端位置的方法中，多采用测量到达角度(Angle ofArrival，简 称Α0Α)的方法用于定位方向，以及移动终端上报同步偏差定位距离的方法来估算终端相 对发送天线的相对位置，其中测量到达角度的方式一般是基于谱估计的方法，包括以下步 骤1)信道估计得到各天线的h向量。2)根据向量组计算得到空间相关矩阵。3)计算最大特征值得到空间相关矩阵的最大特征向量。4)使用特征向量与天线阵列的导向适量表求相关序列，取相关结果最大值导向适 量对应的角度为估算出的到达角度。这种方法估算出来的到达角度仅具有单一平面的空间特性。现有技术中，天线阵 列一般均垂直于地面设置。在街区覆盖场景下，往往天线阵列设置于楼顶等俯视移动终端 的位置，而终端朝向或背向大楼移动时，终端相对于天线的角度未改变，则无法判断终端在 水平面上的移动。在城市的室外观景电梯的覆盖场景下，终端在垂直平面的运动行进中，也 无法描述终端的垂直空间位置的变化。同样，居民楼中很难做到楼层内的室内天线覆盖，往往采用室外天线覆盖室内的方式，因此目前测量到达角度的方法仅仅描述水平面内的终端 分布，而不能描述这种场景下各楼层间的终端干扰分布。传统的根据单一平面的到达角度 估计终端位置的方法存在定位不准且空间特性不强的问题，导致根据此测量判定的终端干 扰误差较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种终端空间到达角度的上报方法及系统，提供 终端的立体到达角度，使系统更精确的估计终端的空间位置。为了解决上述问题，本发明提供了一种终端空间到达角度的上报方法，包括基站 测量移动终端的二维空间的到达角度，并同时上报所述移动终端在二维空间中各正交平面 上的到达角度。进一步地，上述方法还具有以下特点上报方法具体包括基站以小区为单位测量所述移动终端的到达角后，将此到达 角在水平平面和垂直平面上作投影，获得所述移动终端的二维空间的到达角度即水平到达 角度和垂直到达角度，并同时上报所述移动终端的水平到达角度和垂直到达角度。进一步地，上述方法还具有以下特点基站在上报所述移动终端的水平到达角度的上报消息中增加垂直到达角度测量 单元，在此垂直到达角度测量单元中携带所述移动终端的垂直到达角度。进一步地，上述方法还具有以下特点上报方法具体包括基站通过各小区分组的天线阵列分别测量所述移动终端的到 达角后，将各到达角在水平平面和垂直平面作投影，得到投影线与此天线阵列的法线的夹 角，获得各小区分组的天线阵列对应的所述移动终端的二维空间的到达角度即水平到达角 度和垂直到达角度，并同时上报各小区分组对应的所述移动终端的水平到达角度和垂直到 达角度。进一步地，上述方法还具有以下特点基站以小区分组为单位分别上报各小区分组的天线阵列测量到的移动终端的水 平到达角度，并在以小区为单位的详细测量值单元中携带最佳小区分组的天线阵列测量到 的移动终端的垂直到达角度；或者；基站以小区分组为单位分别上报各小区分组的天线阵 列测量到的移动终端的水平到达角度，并在上报消息中增加各小区分组的垂直分量详细测 量值单元，在各小区分组的垂直分量详细测量值单元中携带此小区分组的阵列天线测量到 的移动终端的垂直到达角度。为了解决上述问题，本发明提供了一种终端空间到达角度的上报系统，包括基站， 所述基站包括空间到达角度测量模块和空间到达角度上报模块，所述空间到达角度测量模 块，用于测量移动终端的二维空间的到达角度；空间到达角度上报模块，用于同时上报所述 移动终端在二维空间中各正交平面上的到达角度。进一步地，上述系统还具有以下特点所述空间到达角度测量模块，还用于以小区为单位测量所述移动终端的到达角 后，将此到达角在水平平面和垂直平面上作投影，获得所述移动终端的二维空间的到达角 度即水平到达角度和垂直到达角度，并同时上报所述移动终端的水平到达角度和垂直到达角度；所述空间到达角度上报模块，还用于同时上报所述移动终端的水平到达角度和垂直 到达角度。进一步地，上述系统还具有以下特点所述空间到达角度上报模块，还用于在上报所述移动终端的水平到达角度的上报 消息中增加垂直到达角度测量单元，在此垂直到达角度测量单元中携带所述移动终端的垂 直到达角度。进一步地，上述系统还具有以下特点空间到达角度上报模块，还用于通过各小区分组的天线阵列分别测量所述移动终 端的到达角后，将各到达角在水平平面和垂直平面作投影，得到投影线与此天线阵列的法 线的夹角，获得各小区分组的天线阵列对应的所述移动终端的二维空间的到达角度即水平 到达角度和垂直到达角度；所述空间到达角度上报模块，还用于同时上报各小区分组对应 的所述移动终端的水平到达角度和垂直到达角度。进一步地，上述系统还具有以下特点空间到达角度上报模块，还用于以小区分组为单位分别上报各小区分组的天线阵 列测量到的移动终端的水平到达角度，并在以小区为单位的详细测量值单元中携带最佳小 区分组的天线阵列测量到的移动终端的垂直到达角度；或者，以小区分组为单位分别上报 各小区分组的天线阵列测量到的移动终端的水平到达角度，并在上报消息中增加各小区分 组的垂直分量详细测量值单元，在各小区分组的垂直分量详细测量值单元中携带此小区分 组的阵列天线测量到的移动终端的垂直到达角度。本发明为了解决现有AOA测量的单一空间特性，为进一步增强终端干扰判决准确 性，提出空间AOA测量定位的概念。本发明添加了一个额外的以水平面为0度角的垂直方 向夹角，引入了单小区分组的二维AOA测量上报概念，添加了垂直AOA测量，复用无效位置 用于上报垂直方向的AOA值。本发明提供终端的立体到达角度的方法，使系统更精确的估 计终端的空间位置，提高干扰定位的空间特性定位，可有效地解决高落差区域的干扰定位 问题，典型的应用包括中高层居民住宅楼覆盖的终端干扰定位，垂直观光电梯的垂直位置 定位等。
图1是实施例中终端空间到达角度的上报系统的结构图；图2是实施例中以双极化天线为例说明空间到达角度获得方法的示意图；图3是实施例中以天线阵列以非垂直地面方式分布时空间到达角度获得方法的 示意图。
具体实施例方式实施例中，如图1所示，终端空间到达角度的上报系统中包括基站和无线网络控 制器，基站向无线网络控制器上报终端的空间到达角度。此基站包括空间到达角度测量模 块和空间到达角度上报模块。所述空间到达角度测量模块，用于测量移动终端的二维空间的到达角度。所述空 间到达角度测量模块的功能实现方式包括以下两种方式一，空间到达角度测量模块以小区为单位测量所述移动终端的到达角后，将此到达角在水平平面和垂直平面上作投影，获 得所述移动终端的二维空间的到达角度即水平到达角度和垂直到达角度，并同时上报所述 移动终端的水平到达角度和垂直到达角度。二，空间到达角度测量模块通过各小区分组的 天线阵列分别测量所述移动终端的到达角后，将各到达角在水平平面和垂直平面作投影， 得到投影线与此天线阵列的法线的夹角，获得各小区分组的天线阵列对应的所述移动终端 的二维空间的到达角度即水平到达角度和垂直到达角度。空间到达角度上报模块，用于同时上报所述移动终端在二维空间中各正交平面上 的到达角度，典型的，指移动终端的水平到达角度和垂直到达角度，在上报所述移动终端的 水平到达角度的上报消息中增加垂直到达角度测量单元，在此垂直到达角度测量单元中携 带所述移动终端的垂直到达角度。在空间到达角度测量模块通过各小区分组的天线阵列分别测量移动终端的到达 角时，空间到达角度上报模块同时上报各小区分组对应的所述移动终端的水平到达角度和 垂直到达角度。上报方式为空间到达角度上报模块以小区分组为单位分别上报各小区分 组的天线阵列测量到的移动终端的水平到达角度，并在以小区为单位的详细测量值单元中 携带最佳小区分组的天线阵列测量到的移动终端的垂直到达角度；或者，以小区分组为单 位分别上报各小区分组的天线阵列测量到的移动终端的水平到达角度，并在上报消息中增 加各小区分组的垂直分量详细测量值单元，在各小区分组的垂直分量详细测量值单元中携 带此小区分组的阵列天线测量到的移动终端的垂直到达角度。本实施例中，终端空间到达角度的上报方法包括基站测量移动终端的二维空间 的到达角度，并同时上报所述移动终端在二维空间中各正交平面上的到达角度。本发明中的二维空间典型的是指自然的水平平面和垂直平面这两个正交平面构 成的二维空间，但本发明中不限制于此自然的水平平面和垂直平面。如有其它实施需要， 可以定义与自然的水平平面和垂直平面成一定角度的两个正交平面，均适用于本发明的思想。实施例一实施例一适用于以小区为单位测量移动终端的到达角度的实施情况。测量方法包括基站以小区为单位测量所述移动终端的到达角后，将此到达角在 水平平面和垂直平面上作投影，获得所述移动终端的二维空间的到达角度即水平到达角度 和垂直到达角度。现有25. 433标准中定义了 AOA测量结构体。表1为TD-SCDMA UTRAN中详细测量 值(9. 2. 1. 24Dedicated Measurement Value)结构体中到达角度上报的相关结构体。AOA LCR单元中用于指示移动终端的水平到达角度。表 权利要求
1.一种终端空间到达角度的上报方法，其特征在于，基站测量移动终端的二维空间的到达角度，并同时上报所述移动终端在二维空间中各 正交平面上的到达角度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上报方法具体包括基站以小区为单位测量所述移动终端的到达角后，将此到达角在 水平平面和垂直平面上作投影，获得所述移动终端的二维空间的到达角度即水平到达角度 和垂直到达角度，并同时上报所述移动终端的水平到达角度和垂直到达角度。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，基站在上报所述移动终端的水平到达角度的上报消息中增加垂直到达角度测量单元， 在此垂直到达角度测量单元中携带所述移动终端的垂直到达角度。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上报方法具体包括基站通过各小区分组的天线阵列分别测量所述移动终端的到达角 后，将各到达角在水平平面和垂直平面作投影，得到投影线与此天线阵列的法线的夹角，获 得各小区分组的天线阵列对应的所述移动终端的二维空间的到达角度即水平到达角度和 垂直到达角度，并同时上报各小区分组对应的所述移动终端的水平到达角度和垂直到达角度。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，基站以小区分组为单位分别上报各小区分组的天线阵列测量到的移动终端的水平到 达角度，并在以小区为单位的详细测量值单元中携带最佳小区分组的天线阵列测量到的移 动终端的垂直到达角度；或者；基站以小区分组为单位分别上报各小区分组的天线阵列测量到的移动终端的水平到 达角度，并在上报消息中增加各小区分组的垂直分量详细测量值单元，在各小区分组的垂 直分量详细测量值单元中携带此小区分组的阵列天线测量到的移动终端的垂直到达角度。
6.一种终端空间到达角度的上报系统，包括基站，其特征在于，所述基站包括空间到达角度测量模块和空间到达角度上报模块，所述空间到达角度测量模块，用于测量移动终端的二维空间的到达角度；空间到达角度上报模块，用于同时上报所述移动终端在二维空间中各正交平面上的到 达角度。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述空间到达角度测量模块，还用于以小区为单位测量所述移动终端的到达角后，将 此到达角在水平平面和垂直平面上作投影，获得所述移动终端的二维空间的到达角度即水 平到达角度和垂直到达角度，并同时上报所述移动终端的水平到达角度和垂直到达角度；所述空间到达角度上报模块，还用于同时上报所述移动终端的水平到达角度和垂直到 达角度。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述空间到达角度上报模块，还用于在上报所述移动终端的水平到达角度的上报消息 中增加垂直到达角度测量单元，在此垂直到达角度测量单元中携带所述移动终端的垂直到 达角度。
9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，空间到达角度上报模块，还用于通过各小区分组的天线阵列分别测量所述移动终端的 到达角后，将各到达角在水平平面和垂直平面作投影，得到投影线与此天线阵列的法线的 夹角，获得各小区分组的天线阵列对应的所述移动终端的二维空间的到达角度即水平到达 角度和垂直到达角度；所述空间到达角度上报模块，还用于同时上报各小区分组对应的所述移动终端的水平 到达角度和垂直到达角度。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，空间到达角度上报模块，还用于以小区分组为单位分别上报各小区分组的天线阵列测 量到的移动终端的水平到达角度，并在以小区为单位的详细测量值单元中携带最佳小区分 组的天线阵列测量到的移动终端的垂直到达角度；或者，以小区分组为单位分别上报各小 区分组的天线阵列测量到的移动终端的水平到达角度，并在上报消息中增加各小区分组的 垂直分量详细测量值单元，在各小区分组的垂直分量详细测量值单元中携带此小区分组的 阵列天线测量到的移动终端的垂直到达角度。
全文摘要
本发明公开了一种终端空间到达角度的上报方法及系统，此系统包括基站，所述基站包括空间到达角度测量模块和空间到达角度上报模块，所述空间到达角度测量模块，用于测量移动终端的二维空间的到达角度；空间到达角度上报模块，用于同时上报所述移动终端在二维空间中各正交平面上的到达角度。本发明为了解决现有AOA测量的单一空间特性，为进一步增强终端干扰判决准确性，提出空间AOA测量定位的概念。本发明提供终端的立体到达角度的方法，使系统更精确的估计终端的空间位置，提高干扰定位的空间特性定位，可有效地解决高落差区域的干扰定位问题。
文档编号H04B7/08GK102111204SQ200910260718
公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月29日 优先权日2009年12月29日
发明者李刚, 段然, 赵潇宇 申请人:中兴通讯股份有限公司