用于在自组织网络（son）中进行波束成形的系统和方法
【专利摘要】本文公开了实施波束成形算法的方法和部件以优化天线波束模式。实施例方法包括将地理区域划分成多个地理块，基于多个边界阈值为一个小区建立多个地区，接收来自跨过所述地理块的多个用户设备的多个信号测量，通过比较所述信号测量和所述地区的边界阀值将所述地理块分类成不同地区，计算至少一些地区中所述对应地理块的多个增益调整，以及基于所述增益调整生成波束成形模式。
【专利说明】用于在自组织网络(SON)中进行波束成形的系统和方法
[0001]本发明要求2012年10月5日递交的发明名称为“用于在自组织系统(SON)中进行波束成形的系统和方法(System and Method for Beam Shaping in a Self-Organizingnetwork (SON))”的第13/646557号美国非临时申请案的在先申请优先权以及2011年10月6日递交的发明名称为“用于在自组织网络中进行波束成形的系统和方法(System andMethod for Beam Shaping in a Self-Organizing Network)”的第61/544155号美国临时申请案的在先申请优先权，这两个在先申请的内容均以引用的方式并入本文中。
【技术领域】
[0002]本发明涉及无线通信领域，且在具体实施例中，涉及一种用于在自组织网络(SON)中进行波束成形的系统和方法。
【背景技术】
[0003]在无线网络或蜂窝网络中，手动射频(RF)规划可能不足以满足RF环境的变化，因为用户设备(UE)，例如手机或智能手机，通常都在移动。另外，当更多的用户进入网络或调整每个用户的服务质量(QoS)时，系统负载就会动态地发生变化。由于RF规划工具的输入不准确/不充分以及RF传播模型固有的不准确性，初始RF参数以次佳的方式进行设置。智能天线在一些称为自组织网络(SON)的无线或蜂窝网络中使用以增加容量并优化网络覆盖。在SON中，智能天线(也称为自适应天线系统(ASS))可以使用收集的数据和波束成形和拆分算法以提供优化的天线模式，从而改善通信。波束成形是一种优化天线波束模式的形状的功能以更好地覆盖预期的服务区域，从而扩大覆盖范围并减少干扰。因此，改进波束成形算法有助于进一步扩大覆盖范围并更好地解决干扰问题。
【发明内容】
[0004]在一项实施例中，一种用于在无线网络中进行波束成形的方法包括将地理区域划分成多个地理块，基于多个边界阈值为一个小区建立多个地区，接收来自跨过所述地理块的多个UE的多个信号测量，通过比较所述信号测量和所述地区的所述边界阈值将所述地理块分类为不同地区，计算至少一些地区中对应地理块的多个增益调整，以及基于所述增益调整生成波束成形模式。
[0005]在另一项实施例中，一种在无线网络中提供波束成形的网络部件包括一种处理器和一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储由所述处理器执行的程序，所述程序包括可进行如下操作的指令:接收来自跨过覆盖一个小区的区域的多个地理块的多个UE的多个信号测量，基于所述信号测量和所述地区的多个预定边界阈值之间的比较将所述地理块分类为所述小区的多个地区，计算至少一些地区中所述对应地理块的多个增益调整，以及基于所述增益调整生成波束成形模式。
[0006]在又一项实施例中，一种支持无线网络中波束成形的装置包括第一模块，所述第一模块耦合到第二模块并用于通过计算配置跨过小区的多个地理块的多个信号增益生成波束成形模式，其中所述信号增益基于多个信号测量和多个为所述小区配置的多个地区的多个预定边界阈值计算，以及所述第二模块用于基于所述波束成形模式计算聚合天线模式。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考以下结合附图进行的描述，其中:
[0008]图1为实施例S0N/AAS的方框图；
[0009]图2示出了小区的实施例地区分类；
[0010]图3示出了小区的另一实施例地区分类；
[0011]图4是S0N/AAS控制功能的实施例方法的流程图；
[0012]图5是用于将地理块映射到不同地区的实施例方法的流程图；
[0013]图6是用于过滤过覆盖块的实施例方法的流程图；
[0014]图7是使用容许偏差进行天线增益调整的实施例方法的流程图；
[0015]图8示出了使用固定阈值进行天线增益调整的实施例方案；
[0016]图9示出了基于路损进行天线增益调整的实施例方案；以及
[0017]图10是实施例通信设备的方框图。
【具体实施方式】
[0018]下文将详细论述当前优选实施例的制作和使用。然而，应了解，本发明提供可在各种具体上下文中体现的许多适用的发明性概念。所论述的具体实施例仅仅说明用以实施和使用本发明的具体方式，而不限制本发明的范围。
[0019]本文包括一种用于实施波束成形算法的系统和方法以优化天线波束模式，从而扩大覆盖范围并减少干扰。基于用户设备(UE)的测量报告(MR)、用户位置信息和关键性能指标(KPI)使用例如垂直波束成形方案实施波束成形以扩大覆盖范围。波束成形还可以基于用户和/或业务分发信息使用例如水平波束成形方案实施以扩大网络容量。这通过向具有较高用户集中度和/或较高业务密度的区域施加天线波束模式来实现。
[0020]该系统包括将地理覆盖区域划分成多个地理块。这些块由一个或多个小区覆盖，其中每个小区中的各块基于预定阈值映射到该小区的不同地区，例如具有不同边界的小区的四个中心地区。分配给小区的智能天线(或AAS)随后可以基于为各块计算的增益调整要求通过确定和应用波束成形模式调整小区的天线模式。通过比较地区阈值与跨过块的UE的测量导频/参考信号确定增益调整要求。应用多个波束成形算法和相关函数以确定波束成形模式，从而扩大覆盖范围、减少干扰、防止信号过冲、增加系统容量，或其组合。
[0021]图1示出了实施例S0N/AAS100，该S0N/AAS100用于通过应用自适应波束成形调整覆盖区域的天线模式。S0N/AAS100包括E-UTRAN节点B (eNB) 120，也称为演进型节点B ；S0N/AAS单元130 ;以及一个或多个用于与eNB120进行通信的UE110。UE120位于无线或蜂窝网络的一个或多个小区(未示出)中。UE120的示例包括蜂窝手机、智能手机、笔记本电脑以及平板电脑。在其他实施例中，系统100可能包括基站或任何其他与eNB120类似配置的无线收发器。
[0022]eNB 120包括第一无线单元122 (标记为图1中的射频拉远单元(RRU))和耦合到第一无线单元122的第二无线单元124(标记为基带单元(BBU))。SON/AAS单元130包括SON模块132和耦合到该SON模块132的AAS模块134。第一无线单元122用于与UEllO进行通信，包括接收来自UEllO的测量导频/参考信号或测量报告以及UE位置信息或报告。第一无线单元122将该信息发送到第二无线单元124。第二无线单元124用于处理来自第一无线单元122的信息和/或报告，例如为每个小区聚合来自不同UE120的信息或报告，以及将处理的信息/报告转发到SON模块132。
[0023]SON模块132用于使用波束成形算法和相关函数为小区计算或确定一个或多个优化的天线模式，如下所述，以及将结果发送到AAS模块134。AAS模块134用于根据SON模块132的结果使用收敛算法计算聚合天线模式以实现计算的优化天线模式。AAS模块134可以为聚合天线模式计算参数(例如，天线相位和功率)。AAS模块134将聚合天线模式的信息发回第二无线单元124，第二无线单元124随后通过例如通用公共无线接口(CPRI)将该信息转发到第一无线单元122。第一无线单元122随后使用该信息调整天线功率和相位以获取一个或多个小区的优化波束成形或模式。
[0024]S0N/AAS100可以基于UE位置信息和测量报告(例如，在SON模块132处)实施如上所述的自适应波束成形以扩大网络或小区覆盖范围。垂直波束成形模式可以用来扩大网络覆盖范围。另外，可以基于UE和业务信息实施自适应波束成形以扩大网络容量(即，服务更多的UE120和/或支持更多的通信业务)。可以实施水平波束成形模式以扩大网络容量，这是基于向具有较高用户(UE120)集中度和/或较高业务密度的区域施加天线波束模式。
[0025]图2是小区的实施例地区分类200的水平地理表示。地区分类200用来在SON/AAS100中实施自适应波束成形。地区分类200包括将无线或蜂窝网络覆盖区域，包括一个或多个小区，划分成多个块。这些块可以是例如大小为I平方米(m2)、25m2或其他大小的相邻方形地理区域(示为图2中的相邻方形框)。基于预定阈值为每个小区分配多个与该小区同轴且具有不同边界的地区。例如，边界对应于以分贝(dB)为单位的信号电平的预定阈值。
[0026]地区可包括小区边界内的中心地区210，对应于正常小区边界的中间或边界地区220，延伸到小区边界外的干扰地区230，以及干扰地区230以外的外部地区240。这些地区可以作为标准将块分类成不同地区以及确定小区的不同地区内的块的增益调整。比较(例如，由eNB120从一个或多个UE120接收的)不同块处的多个测量导频/参考信号和对应地区的阈值以确定每个块的增益调整要求。为块所获取的增益调整要求随后用来计算或确定波束成形模式以覆盖小区或相邻小区中的块。波束成形模式由服务小区的eNB (或者小区塔/基站)应用。波束成形模式可以优先于缺省天线模式应用以覆盖块，从而产生优化天线模式。
[0027]使用波束成形算法确定波束成形模式，波束成形算法可包括根据不同决策标准在边界地区220内和中心地区210外的块中增加(或提高)增益以及在干扰地区230内核边界地区220外的块中减少(或降低)增益。决策标准包括地区的固定阈值、信号测量和阈值之间的差值中的预定偏差、远离小区中心的天线信号的估计路损、地区中的用户密度、业务密度或其组合。
[0028]由于外部地区240中的UE被其他相邻小区当作目标且不被所考虑的小区(即，对应于边界地区220)当作目标，可以忽略来自外部地区240 (干扰区域230外)中的UE的测量。进一步地，由于接近小区中心的信号强度对于这些块来说预期足够高，中心地区210的块不需要或不实施增益调整。在另一实施例中，地区包括中间或边界地区220、干扰地区230、外部地区240，不包括中心地区210。在这种情况下，不为中心地区210分配或考虑阈值，并且边界地区220内的所有块，包括接近小区中心的块，将经历增益调整。
[0029]图3示出了实施自适应波束成形的小区的实施例地区分类300的垂直地理表示。与地区分类200类似，地区分类300为所考虑的小区分配中心地区310、边界地区320、干扰地区330、外部(或其他)地区340。具体来说，根据信号电平的预定和固定阈值设置地区边界。中心地区310是所考虑的服务小区的中心覆盖区域。中心地区310的边界对应于预定阈值Offset-Max，以dB为单位。如上所述，不为该地区应用增益调整。
[0030]所分析的小区的相邻小区之一最佳服务于干扰地区330。干扰地区310的边界对应于预定阈值Offset-Min，以dB为单位。如果与来自相邻小区的最大信号电平相比，来自所分析的小区的块的平均导频/参考信号电平属于该地区，所分析的小区可对最佳服务相邻小区造成干扰(与最大信号电平相关联)。在这种情况下，降低来自所考虑的小区的服务eNB的该块的天线增益以减少对相邻小区的干扰。
[0031]边界地区320是切换地区，其中UE可被多个小区支持。边界地区320的边界对应于目标信号强度的的预定阈值(大约为OdB)。在该地区，天线增益增加到目标覆盖要求中的约 OdB0
[0032]图4示出了用于在S0N/AAS100中，例如在SON模块132处，实施波束变形的SON/AAS控制功能的实施例方法400。方法400可使用地区分类200或300来确定不同地区中的块的增益调整要求。在方框或步骤402，接收输入信息，包括MR报告、UE位置和性能KPI。例如，接收来自跨过区域的块中的多个UE120的信息。MR报告可以包括信号功率或强度以及信号质量。UE位置可以包括GPS信息、三角测量信息、经纬坐标或其他类型的位置信息。KPI包括实施波束成形的标准信息，例如，业务负载信息、UE处的信号强度水平、小区处(例如，小区塔或eNB处)的信号强度水平，和/或其他性能数据。
[0033]在步骤404，(使用地理块设置)设置地理块。在步骤406，(使用接收位置信息)计算UE坐标。该步骤还包括将UE坐标映射到块。在步骤408，(使用地区配置，例如边界阈值)配置地区。在步骤410，从接收的MR报告的测量结果列表中(为每个块)计算在通用移动通讯系统(UMTS)情况下的平均接收信号码功率(RSCP)等平均测量。从平均测量中(为每个块)选择最强接收导频信号作为来自平均测量的服务导频(服务小区)。从平均测量中(为每个块)进一步选择第二最强接收导频信号作为相邻导频(最佳服务相邻小区)。
[0034]在步骤412，基于块的平均测量(例如，平均RSCP值)和地区的阈值将地理块分配到不同地区中，下文将进行更详细地描述。在步骤414，过滤出过覆盖块(例如，干扰地区外接收来自服务小区信号的的块)。这可以通过明显降低对这些块的信号增益来建立。
[0035]在步骤416，分析KPI以确定是否优化覆盖或容量。KPI表示小区/用户的覆盖或容量要求。可考虑优化容量作为优化覆盖的特例，其中使用信号覆盖额外标准考虑用户/业务密度。在步骤418，为了优化覆盖，基于地区的固定阈值、将测量信号与阈值比较的可调偏差值、路损或其组合选择波束成形算法在步骤420，为了优化容量。除了覆盖考虑外，基于用户密度和/或业务密度选择波束成形算法。在步骤422，为每个地理块生成模式成形增益，即为每个块计算增益调整增益。[0036]在步骤424，将地理块映射到角形块。在步骤426，(为角形块)计算天线成形模式。可以通过取角形块内的地理块中的模式成形增益的平均值来计算每个角形块中的模式成形增益。随后规整角形块中的模式成形增益。在步骤428，通过CPRI提供天线成形模式作为智能天线(或AAS)控制器，例如第一无线单元122处的输出。天线成形模式应用到原始天线模式上以产生最佳(聚合)天线模式。小区塔或eNB可以随后为小区应用最佳天线模式。
[0037]图5示出了用于将地理块映射到不同地区的实施例方法500。这可以在方法400的步骤412处实施。方法500可始于步骤502，其中获取每个块的下列输入:平均服务RSCP(在UMTS的情况下)和(针对相邻小区的)最强相邻RSCP。在其他实施例中，基于蜂窝网络技术或标准使用其他测量信号类型。来自一个块的服务小区的平均测量是从该块中的一个或多个UE接收的所有测量的均值。在步骤504，配置以下边界阈值:边界地区和干扰地区之间的OdB，干扰地区和其他(或外部)地区之间的Offset-Min dB以及中心地区和边界地区的Offset-Max dB。在步骤508,计算总的块数NI。
[0038]在步骤510，方法500始于比较将所考虑的服务小区(服务RSCP )的平均RSCP和考虑过的块的最强相邻RSCP (相邻RSCP)。在决策步骤512，方法500确定平均服务RSCP和最强相邻RSCP之间的差值是否在OdB到Offset-Max dB之间，即在边界地区的边界或限制内。如果决策步骤512中的条件为真，那么方法500前进到步骤514，其中该块分类到边界地区。随后，(例如，当处理了所有块时)方法500前进到步骤532。如果步骤512中的条件为假，那么方法500前进到决策步骤516。
[0039]在决策步骤516，方法500确定平均服务RSCP和最强相邻RSCP之间的差值是否超过Offset-Max dB，即在中心地区的边界内。如果决策步骤516中的条件为真，那么方法500前进到步骤518，其中该块分类到中心地区。随后，(例如，当处理了所有块时)方法500前进到步骤532。如果步骤516中的条件为假，那么方法500前进到决策步骤520。
[0040]在决策步骤520，方法500确定平均服务RSCP和最强相邻RSCP之间的差值在Offset-Min dB到OdB之间，即在干扰地区的边界内。如果决策步骤520中的条件为真，那么方法500前进到步骤522，其中该块分类到干扰地区。随后，(例如，当处理了所有块时)方法500前进到步骤532。如果步骤520中的条件为假，那么方法500前进到决策步骤524。
[0041]在决策步骤524，方法500确定平均服务RSCP和最强相邻RSCP之间的差值是否低于Offset-Min dB，即在其他或外部地区中。如果决策步骤524中的条件为真，那么方法500前进到步骤526，其中该块分类到其他或外部地区。随后，(例如，当处理了所有块时)方法500前进到步骤532。如果步骤524中的条件为假，那么方法500前进到步骤528，其中用于分析的剩余块的数目减I。
[0042]在决策步骤530，方法500确定是否所有块都已分析并且剩余块的数目达到O。如果决策步骤530中的条件为真，那么方法500前进到步骤532，其中提供所有块在不同地区中的分类作为输出，方法500可结束。如果决策步骤530中的条件为假，那么方法500返回步骤510以继续分类剩余的块。
[0043]图6示出了过滤过覆盖块的实施例方法600。这可以在方法400的步骤414处实施。方法600可始于步骤602，其中(例如，通过步骤412或方法500)获取分类到边界和干扰地区的块。在步骤604，计算这种输入块的总数Ml。之后，在决策步骤606，方法600确定测量环路时延(RTD)是否超过考虑过的块的RTD阈值。测量RTD等于小区塔或eNB和该块中的UE之间的传播时延的两倍。一个或多个RTD值可在小区塔或eNB和块的一个或多个UE之间进行测量以计算该块的平均RTD。如果决策步骤606中的条件为真，那么该块被视为过覆盖块，即小区的覆盖范围外且从该小区接收信号的块。随后，(例如，当处理了所有块时)方法600前进到步骤612。否则，方法600前进到步骤608，其中用于分析的剩余块的数目减I。
[0044]之后，在决策步骤610，方法600确定是否已经分析所有块并且剩余块的数目到达
O。如果该条件为真，那么方法前进到步骤612。否则，方法600返回步骤604以继续分析剩余块。在步骤612，提供过覆盖块或不含过覆盖块的剩余块作为输出。
[0045]图7示出了使用容许偏差进行天线增益调整的实施例方法700。这可以在方法400的步骤422处实施。当传统天线由智能天线或AAS替代时，可使用方法700。方法700可始于步骤702，其中获取平均测量信号或MR作为边界和干扰地区中每个考虑过的块的传统天线和AAS天线的输入。使用AAS或智能天线替代传统天线之前获取该块的传统天线的平均测量。使用AAS或智能天线替代传统天线之后获取同一个块的AAS或智能天线的平均测量。在步骤704，计算(边界和干扰地区中的)总的块数K。在步骤706，为考虑过的块计算传统和AAS天线的平均测量之间的差值。例如，在UMTS的情况下，计算两种天线类型的平均RSCP的差值。
[0046]在决策步骤708，方法700确定平均测量(或RSCP_difference)之间的差值是否大于OdB且不超过预定偏差容许值，该偏差容许值表示两种天线类型的测量中的差值容许范围的阈值。如果决策步骤708中的条件为真，那么方法700前进到步骤710，其中给该块分配OdB的调整增益。随后，(例如，当处理了所有块时)方法700前进到步骤722。如果步骤708中的条件为假，那么方法700前进到决策步骤712。
[0047]在决策步骤712，方法700确定RSCP-difference是否超过偏差容许值(Deviation_Tolerance)ο如果决策步骤712中的条件为真,那么方法700前进到步骤714,其中给该块分配第一调整增益。如下所述，计算第一调整增益以满足目标值。第一调整增益(Adj_Gainl)可能是负值，这有效地降低了对应块的信号增益以将RSCP_difference值维持在偏差容许范围内。随后，(例如，当处理了所有块时)方法700前进到步骤722。如果步骤712中的条件为假，那么方法700前进到决策步骤716。
[0048]在决策步骤716，方法700确定RSCP_difference是否低于OdB。如果决策步骤716中的条件为真，那么方法700前进到步骤718，其中给该块分配第二调整增益。如下所述，计算第二调整增益以满足目标值。第二调整增益(Adj_Gain2)可能是正值，这增加了对应块的信号增益以将RSCP_difference值维持在OdB以上且在偏差容许范围内。随后，(例如，当处理了所有块时)方法700前进到步骤722。如果步骤716中的条件为假，那么方法700前进到决策步骤719。
[0049]在步骤719，用于分析的剩余块的数目减I。在决策步骤720，方法700确定是否所有块都已分析并且剩余块的数目达到O。如果该条件为真，随后方法前进到步骤722。否贝U，方法700返回步骤706以继续分析剩余块。在步骤722，提供所有块的调整增益作为输出。
[0050]图8示出了使用预定和固定阈值进行天线增益调整的实施例方案800。可使用方法400或上述功能或方法的任意合适的组合实现方案800。方案800比较边界地区和干扰地区中的每个块820的平均测量导频/参考信号，例如MR数据中报告的RSCP电平和覆盖区域的固定目标RF信号阈值和干扰信号。边界和干扰地区的目标阈值在小区边缘周围(来自基站或eNB810)是非连续的，如图8所示。调整每个块的位置中的天线增益使得该块中的信号电平匹配目标值。
[0051]图9示出了基于路损进行天线增益调整的实施例方案900。可使用方法400或上述功能或方法的任意合适的组合实现方案900。方案900比较边界地区和干扰地区中的每个块920的平均测量导频/参考信号和覆盖区域的目标RF信号阈值和干扰信号，其中额外调整基于块920与服务eNB910或基站的距离。边界和干扰地区的目标阈值在小区边缘周围可能持续降低，如图9所示。
[0052]调整每个块的位置中的天线增益使得该块中的信号电平匹配考虑块与服务eNB910距离的目标值。使用块与服务eNB910的距离以通过传播模型的近似斜率调整每个块处的目标信号电平。基于经验RF传播数据，传播模型的斜率可表示天线高度的稳定函数。
[0053]可以实施上述波束成形算法功能，即方法400-700，以使用地理块的增益调整扩大天线覆盖范围。还可以使用波束成形算法来基于用户密度扩大容量(例如，在步骤420)。因此，算法用于通过对具有较高活动用户(即，活动UE)密度的边界地区施加天线增益并且不对具有较高活动用户密度的干扰地区施加天线增益来整形天线波束。因此，增益调整与各自块中的UE的数目成比例。
[0054]可假设由每个活动用户生成的业务通常类似。结果，在为该地区的块增加了天线增益后，服务边界地区中的用户所需的发射功率降低，因此可以使用总可用功率中的最终增加来服务更多的用户业务和扩大小区容量。在为该地区的块降低了天线增益和干扰功率后，还降低了服务干扰地区中的用户所需的发射功率，因此可以使用总可用功率中的最终增加来服务更多的用户业务并扩大小区容量。
[0055]还可以使用波束成形算法功能来基于业务密度和用户密度或不基于用户密度扩大容量(例如，在步骤420)。因此，当块中的实际总业务信息可用时，算法用于通过对具有较高总业务的边界地区中的块施加天线增益或不对具有较高总业务的干扰地区中的块施加天线增益来整形天线波束。为实现这点，可基于来自调度器部件的可用业务调度信息定义总业务的度量。例如，可以定义观察时间段(例如，I小时)内以兆比特每秒(Mbps)为单位的平均总吞吐量为块中的总业务的度量。
[0056]与基于用户密度的波束成形类似，在基于业务密度的波束成形中，在为该地区中的块增加天线增益后，降低服务边界地区中的用户所需的发射功率。可以使用总可用功率中的最终增加来服务更多的用户业务和扩大小区容量。在为该地区的块降低了天线增益后，还降低了服务干扰地区中的用户所需的发射功率，因此还可以使用总可用功率中的最终增加来服务更多的用户业务并扩大小区容量。
[0057]图10示出了通信设备1000的实施例的方框图，该通信设备可等同于上文论述的一个或者多个设备(例如，UE、BS、eNB等)。通信设备1000可包括处理器1004、存储器1006、蜂窝接口 1010、辅助无线接口 1012以及辅助接口 1014，其可以(可以不)按照图10所示进行布置。处理器1004可为能够进行计算和/或其他有关处理的任务的任意部件，而存储器1006可为能够为处理器1004存储程序和/或指令的任意部件。处理器1004可用于实施或支持上述ViMP协助方案、场景和策略。例如，处理器1004可用于支持或实施方法400。蜂窝接口 1010可为允许通信设备1000使用蜂窝信号通信的任意部件或各部件的任意集合，并且可用于在蜂窝网络的蜂窝连接上接收和/或传输信息。辅助无线接口 1012可为允许通信设备1000使用W1-Fi或蓝牙协议或控制协议等非蜂窝无线协议通信的任意部件或各部件的任意集合。辅助接口 1014可为允许通信设备1000使用包括有线协议的附加协议通信的部件或部件的集合。在实施例中，辅助接口 1014可允许设备1000使用回程网络通信。
[0058]尽管已详细描述本发明及其优点，但应理解，在不脱离所附权利要求书界定的本发明的精神和范围的情况下，可在本文中进行各种变更、替代和更改。此外，本发明的范围不应限于说明书中描述的过程、机器、制造工艺、物质成分、构件、方法和步骤的特定实施例。所属领域的一般技术人员将从本发明的披露内容中容易了解到，可根据本发明利用执行与本文本所述对应实施例大致相同的功能或实现与本文本所述对应实施例大致相同的效果的过程、机器、制造工艺、物质成分、构件、方法或步骤，包括目前存在的或以后将开发的。因此，所附权利要求书既定在其范围内包括此类过程、机器、制造工艺、物质成分、构件、方法或步骤。
【权利要求】
1.一种用于在无线网络中进行波束成形的方法，其特征在于，所述方法包括: 将地理区域划分成多个地理块； 基于多个边界阈值为一个小区建立多个地区； 跨过所述地理块接收来自多个用户设备(UE)的多个信号测量； 通过比较所述信号测量和所述地区的所述边界阈值将所述地理块分类为不同地区； 计算至少一些地区中对应地理块的多个增益调整；以及 基于所述增益调整生成波束成形模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述波束成形模式应用到现有天线模式以生成聚合天线模式，其中优化所述聚合天线模式以扩大信号覆盖范围或通信容量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括: 接收UE位置信息； 使用所述UE位置信息计算UE位置；以及 将所述UE映射到所述地理块。
4.根据权利要 求1所述的方法，其特征在于，进一步包括: 为每个所述地理块使用所述接收测量计算多个平均信号测量； 从所述计算的平均信号测量中选择对应于最强平均信号测量的服务小区信号测量；以及 从所述计算的平均信号测量中选择对应于第二最强平均信号测量的相邻小区信号测量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述地区包括中心地区、边界地区、干扰地区和外部地区，所述方法进一步包括: 为所述每个地理块计算计算所述服务小区信号测量和所述相邻小区信号测量之间的差值; 如果所述计算的差值小于所述中心地区的第一边界阈值且大于所述边界地区的第二边界阈值，将块分类为所述边界地区； 如果所述计算的差值大于所述中心地区的所述第一边界阈值，将所述块分类为所述中心地区； 如果所述计算的差值小于所述边界地区的所述第二边界阈值且大于所述干扰地区的第三边界阈值，将块分类为所述干扰地区；以及 如果所述计算的差值小于所述干扰地区的所述第三边界阈值，将所述块分类为所述外部地区。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，进一步包括: 为每个所述地理块计算传统天线的第一平均测量和替代所述传统天线的智能天线的第二平均测量； 如果所述差值大于OdB且小于预定偏差容许阈值，为对应块分配O分贝(dB)增量调整。 如果所述差值大于预定偏差容许阈值，为所述对应块分配负增量调整值；以及 如果所述差值小于OdB，为所述对应块分配正增量调整值。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括:接收用于实施波束成形的关键性能信息(KPI)包括业务负载信息、UE处的信号强度、小区处的信号强度，或其组合；以及基于所述KPI计算所述增量调整。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括从所述地理块中过滤出一个或多个过覆盖块。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括: 为每个所述地理块计算块的环路信号时延； 如果所述计算的环路信号时延超过预定阈值环路时延，指定所述块为过覆盖块；以及 明显降低所述过覆盖块的信号增益。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括: 将所述地理块映射到多个角形块；以及 计算所述角形块的天线成形模式。
11.一种在无线网络中提供波束成形的网络部件，其特征在于，所述网络部件包括: 一种处理器；以及 一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储由所述处理器执行的程序，所述程序包括可进行如下操作的指令: 接收来自跨过覆盖一个小区的区域的多个地理块的多个用户设备(UE)的多个信号测量; 基于所述信号测量和所述地区的多个预定边界阈值之间的比较将所述地理块分类为所述小区的多个地区； 计算至少一些地区中对应地理块的多个增益调整；以及 基于所述增益调整生成波束成形模式。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述地区与所述小区同轴且包括边界地区，其拥有与所述小区的边界匹配的边界；中心地区拥有所述小区的边界内的边界；干扰地区用于所述小区的边界外的边界；外部地区在所述干扰地区的边界之外。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，为所述边界地区和所述干扰地区而不为所述中心地区和所述外部地区计算所述对应地理块的所述增益调整。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，计算所述对应地理块的所述增益调整包括对所述边界地区中具有较高UE密度的所述地理块施加所述增益调整并且不对所述干扰地区中具有较高UE密度的地理块施加所述增益调整，所述增益调整与所述对应块中的UE数目成比例以扩大容量。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，计算所述对应地理块的所述增益调整包括对所述边界地区中具有较高业务密度的所述地理块施加所述增益调整并且不对所述干扰地区中具有较高业务密度的地理块施加所述增益调整，所述增益调整与所述对应块中的业务负载成比例以扩大容量。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述边界地区的所述地理块的所述增益调整增加而所述干扰地区的所述地理块的降低，其中所述边界地区的所述增益调整增加而所述干扰地区的降低以减少所述小区中的发射功率并且提供更多可用发射功率用于扩大覆盖范围、扩大用户和业务容量中的至少一个或扩大覆盖范围和容量。
17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述增益调整基于所述边界地区和所述干扰地区的固定预定边界阈值，所述增益调整将所述地理块中的多个信号电平匹配到所述边界地区的第一固定目标阈值和所述干扰地区的第二固定目标阈值。
18.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述增益调整基于所述边界地区和所述干扰地区的预定边界阈值，其中调整基于所述小区中的所述地理块的距离，所述增益调整通过传播模型的近似斜率匹配所述边界地区和所述干扰地区中的所述地理块的多个信号电平。
19.一种支持无线网络中波束成形的装置，其特征在于，所述装置包括: 第一模块耦合到第二模块并用于通过计算配置跨过小区的多个地理块的多个信号增益生成波束成形模式， 其中所述信号增益基于多个信号测量和多个为所述小区配置的多个地区的多个预定边界阈值计算；以及 其中所述第二模块用于基于所述波束成形模式计算聚合天线模式。
20.根据权利要求10所述的网络组件，其特征在于，所述第一模块用于与基站通信以接收一个或多个包括所述信号测 量的测量报告(MR)并且接收所述小区中多个用户设备(UE)的位置信息，所述位置信息将所述信号测量与所述不同地理块相关联，所述基站用于在所述小区中应用所述聚合天线模式。
【文档编号】H04W4/00GK103988526SQ201280049447
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2012年10月8日 优先权日:2011年10月6日
【发明者】邢树青, 唐宇强 申请人:华为技术有限公司