一种天线端口配置装置、基站及其方法与流程

本发明涉及通信
技术领域：
，特别涉及一种天线端口配置装置、基站及其方法。
背景技术：
：多天线空间资源的MIMO(MultipleInputMultipleOutput，多输入多输出)技术，由于其在无线通信传输的可靠性和速率提升上的巨大潜力，已经成为了如3GPP(3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作伙伴计划)LTE(LongTermEvolution，长期演进)等主流无线通信标准的核心技术。LTE系统中，与单用户UE(UserEquipment，用户设备)MIMO(SU-MIMO，SingleUserMIMO)相比，多用户MIMO(MU-MIMO，Multi-UserMIMO)通过增加同时复用的UE数以及调度的灵活性而可以获得更高的频谱利用率。为了满足未来激增的网络流量(如5G(The5thGenerationTelecommunication，第五代移动通信技术)所要求的数百倍增长)，大规模天线(MassiveMIMO)成为未来重要的关键技术之一。未来的MassiveMIMO系统将支持较大的天线端口(AntennaPort，AP)数量，如32，64，128，256等。由于在MU-MIMO中，AP数量越大可以支持越多的UE复用，因此MassiveMIMO采用较大AP数量可以获得更大的多用户MIMO性能增益。然而，MassiveMIMO采用较大AP数量也会带来一些问题。例如：(1)系统开销增加，包括CSI-RS(ChannelStateIndicationReferenceSignal，信道状态指示参考信号)和反馈开销增加，以及信道量化反馈精度降低；(2)每个AP功率降低以及波束变窄所带来的覆盖能力减弱；(3)实现复杂度增加，包括调度和预编码等。在MU-MIMO中，空间复用的UE之间需要有较好的空间正交性。因此，MU-MIMO的性能增益依赖于较大的候选UE集合，即需要进行服务的UE数目。现有技术中，不管需要进行服务的UE数量较多还是较少，基站只能采用固定数量的AP进行数据发送。当需要进行服务的UE数目较少时，MassiveMIMO中采用较大AP数无法获得性能增益，但仍需克服以上较大AP数所带来的问题。技术实现要素：本发明需要解决的一个技术问题是：基站采用固定数量的AP进行数据发送。根据本发明的第一方面，提供了一种天线端口配置装置，包括：获取单元，用于获取当前的网络状态信息；分析单元，用于根据所述网络状态信息确定所需要的天线端口AP的数量；发送单元，用于当所述AP的数量改变时，向终端发送通知消息。进一步，所述网络状态信息包括：资源使用率、处于激活状态的用户设备UE数量或者当前时间。进一步，所述获取单元包括：物理资源块PRB，用于获取资源使用率；无线资源控制RRC单元，用于获取处于激活状态的UE数量；或者端时钟，用于获取当前时间。进一步，所述通知消息包括：子帧周期、子帧偏置和信道状态指示参考信号CSI-RS图样；其中，所述CSI-RS图样包括改变后的AP数量。进一步，还包括：虚拟化单元，用于在所述AP数量小于系统最大天线数时，对基站所需要的AP进行虚拟化；其中，所述基站基于虚拟化后确定的AP向终端发送数据。进一步，所述虚拟化单元对AP进行虚拟化的关系式为：H1＝H0×W，其中，H1为虚拟化的信道矩阵，H0为实际的信道矩阵，W为加权矩阵。根据本发明的第二方面，提供了一种基站，包括天线端口配置装置。根据本发明的第三方面，提供了一种天线端口配置方法，包括：天线端口配置装置获取当前的网络状态信息；所述天线端口配置装置根据所述网络状态信息确定所需要的天线端口AP的数量；当所述AP的数量改变时，所述天线端口配置装置向终端发送通知消息。进一步，所述网络状态信息包括：资源使用率、处于激活状态的用户设备UE数量或者当前时间。进一步，所述通知消息包括：子帧周期、子帧偏置和信道状态指示参考信号CSI-RS图样；其中，所述CSI-RS图样包括改变后的AP数量。进一步，还包括：所述天线端口配置装置在所述AP数量小于系统最大天线数时，对基站所需要的AP进行虚拟化；其中，所述基站基于虚拟化后确定的AP向终端发送数据。进一步，所述天线端口配置装置对AP进行虚拟化的关系式为：H1＝H0×W，其中，H1为虚拟化的信道矩阵，H0为实际的信道矩阵，W为加权矩阵。本发明中，通过获取单元获取当前的网络状态信息；并且利用分析单元根据网络状态信息确定所需要的AP的数量，利用发送单元当AP的数量改变时，向终端发送通知消息，从而可以实现根据需要服务的UE的数量来确定AP的数量，解决了基站只能采用固定数量的AP进行数据发送的问题。通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：图1是示出根据本发明一些实施例的天线端口配置装置的结构示意图。图2是示出根据本发明一些实施例的包含16个AP的CSI-RS图样。图3是示出根据本发明一些实施例的包含32个AP的CSI-RS图样。图4是示出根据本发明另一些实施例的天线端口配置装置的结构示意图。图5是示出根据本发明一些实施例的天线端口配置方法的流程图。图6是示出根据本发明另一些实施例的天线端口配置方法的流程图。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。图1是示出根据本发明一些实施例的天线端口配置装置的结构示意图。如图1所示，天线端口配置装置100包括：获取单元101、分析单元102和发送单元103。其中，获取单元101用于获取当前的网络状态信息。分析单元102用于根据所述网络状态信息确定所需要的天线端口AP的数量；发送单元103用于当AP的数量改变时，向终端发送通知消息。在该实施中，通过获取单元获取当前的网络状态信息；并且利用分析单元根据网络状态信息确定所需要的AP的数量，利用发送单元当AP的数量改变时，向终端发送通知消息，从而可以实现根据需要服务的UE的数量来确定AP的数量，解决了不管需要进行服务的UE数量较多还是较少，基站只能采用固定数量的AP进行数据发送的问题。在本发明的实施例中，网络状态信息包括：资源使用率(ResourceUtilization，RU)、处于激活状态的用户设备UE数量或者当前时间。即分析单元可以根据资源使用率、处于激活状态的UE数量、当前时间这三者中的任意一个来确定AP数量，也可以根据这三者中的任意两者的组合或这三者的组合确定AP数量。在一个实施例中，分析单元102可以根据资源使用率来确定所需要的AP的数量。例如，资源使用率RU较大时可以选择确定较大的AP数量，资源使用率RU较小时可以选择确定较小的AP数量。关于较大或较小的RU的界定以及较大或较小的AP数量的界定可以根据实际需要来确定。例如，当RU大于或等于50％时为较大的资源使用率，当RU小于50％时为较小的资源使用率。例如，可以将AP数量超过64个时为较大的AP数量，低于32个时为较小的AP数量。又例如，假设MassiveMIMO可以最多支持128个AP，则可以按照表1来根据RU对AP数量进行选择确定。表1资源使用率RU与天线端口AP数量对应关系表RU<20％[20％,50)[50％,80]>80％AP数量(个)163264128如表1所示，当RU<20％时，确定AP数量为16个；当20％≤RU<50％时，确定AP数量为32个；当50％≤RU≤80％时，确定AP数量为64个；当RU>80％时，确定AP数量为128个。在该实施例中，可以根据当前网络状态中的资源使用率选择确定适于当前网络状况的AP数量，可以在较大资源使用率时确定较大数量的AP用于发送数据，获得比较充分的MU-MIMO性能增益，在较小资源使用率时确定较小数量的AP用于发送数据，从而在不降低MU-MIMO性能增益的情况下减小较大AP数量在开销和覆盖上带来的性能损失。在另一实施例中，分析单元102可以根据处于激活状态的UE数量来确定所需要的AP的数量。例如，处于激活状态的UE数量较大时选择确定较大的AP数量，处于激活状态的UE数量较小时选择确定较小的AP数量。关于较大或较小的处于激活状态的UE数量的界定以及较大或较小的AP数量的界定可以根据实际需要来确定。例如，当处于激活状态的UE数量大于或等于50个时为较大的处于激活状态的UE数量，当处于激活状态的UE数量小于50个时为较小的处于激活状态的UE数量。例如，可以将AP数量超过64个时为较大的AP数量，低于32个时为较小的AP数量。又例如，假设MassiveMIMO可以最多支持128个AP，则可以按照表2来根据处于激活状态的UE数量对AP数量进行选择确定。表2处于激活状态的UE数量与天线端口AP数量对应关系表如表2所示，当处于激活状态的UE数量≤10个时，确定AP数量为16个；当10个<处于激活状态的UE数量<50个时，确定AP数量为32个；50个≤当处于激活状态的UE数量<100个，确定AP数量为64个；当处于激活状态的UE数量≥100个时，确定AP数量为128个。在该实施例中，可以根据当前网络状态中的处于激活状态的UE数量选择确定适于当前网络状况的AP数量，可以在较大处于激活状态的UE数量时确定较大数量的AP用于发送数据，获得比较充分的MU-MIMO性能增益，在较小处于激活状态的UE数量时确定较小数量的AP用于发送数据，从而在不降低MU-MIMO性能增益的情况下减小较大AP数量在开销和覆盖上带来的性能损失。在另一实施例中，分析单元102可以根据当前时间来确定所需要的AP的数量。由于有的时间段内网络繁忙，而有的时间段内网络空闲，因此可以根据当前时间是处于繁忙时间段还是处于空闲时间段来确定AP数量。例如，可以根据以往的经验来将时间段分成繁忙时间段和空闲时间段，在当前时间处于繁忙时间段时可以选择确定较大的AP数量，在当前时间处于空闲时间段时选择确定较小的AP数量。关于繁忙时间段和空闲时间段的设定可以根据实际情况来确定。与前面类似，较大或较小的AP数量的界定也可以根据实际需要来确定。例如，可以设定0:00～6:00为空闲时间段，设定6:00～12:00为第一繁忙时间段，12:00～18:00为第二繁忙时间段，设定18:00～24:00为第三繁忙时间段。假设MassiveMIMO可以最多支持128个AP，则可以按照表3来根据处于当前时间对AP数量进行选择确定。表3当前时间与天线端口AP数量对应关系表当前时间0:00～6:006:00～12:0012:00～18:0018:00～24:00AP数量(个)163264128如表3所示，在当前时间处于0:00～6:00时，确定AP数量为16个；在当前时间处于6:00～12:00时，确定AP数量为32个；在当前时间处于12:00～18:00时，确定AP数量为64个；在当前时间处于18:00～24:00时，确定AP数量为128个。在该实施例中，可以根据当前时间选择确定适于当前网络状况的AP数量，可以在繁忙时间段时确定较大数量的AP用于发送数据，获得比较充分的MU-MIMO性能增益，在空闲时间段时确定较小数量的AP用于发送数据，从而在不降低MU-MIMO性能增益的情况下减小较大AP数量在开销和覆盖上带来的性能损失。在本发明的实施例中，分析单元102可以根据资源使用率、处于激活状态的UE数量、当前时间这三者中任意两者的组合或者这三者的组合来确定所需要的AP数量。例如，可以将资源使用率RU和处于激活状态的UE数量组合，来确定AP数量，例如表4所示。表4资源使用率RU和处于激活状态的UE数量的组合与天线端口AP数量的对应关系表如表4所示，可以根据不同的RU和不同的处于激活状态的UE数量来确定AP数量，例如当RU<20％且处于激活状态的UE数量>100时，确定AP数量为32个。对于表4中所示的其他根据RU和处于激活状态的UE数量来确定AP数量的情况可以参考表4所示，这里不再赘述。当然，本领域技术人员可以理解，可以资源使用率和当前时间组合，或者将处于激活状态的UE数量和当前时间组合，或者将资源使用率、处于激活状态的UE数量和当前时间这三者组合，均可以用于确定AP数量，因此，本发明的范围并不仅限于上面将资源使用率、处于激活状态的UE数量和当前时间各自单独用于确定AP数量的实施例，以及将资源使用率和处于激活状态的UE数量组合用于确定AP数量的实施例。在本发明另一实施例中，在将资源使用率、处于激活状态的UE数量、当前时间这三者中任意两者的组合或者这三者的组合用于确定AP数量时，可以设定资源使用率、处于激活状态的UE数量和当前时间的优先级。例如，将资源使用率和处于激活状态的UE数量作为组合来确定AP数量，可以设定优先根据资源使用率来确定AP数量，只有当资源使用率低于某个设定值时(表明资源使用率不再是主要因素)，再根据处于激活状态的UE数量来确定AP数量。按照上述三者或三者中的两者的优先级来确定AP数量，可以使得确定AP数量的速率更快，并且也更加符合网络状态的需要。在本发明的实施例中，获取单元可以包括：PRB(PhysicalResourceBlock，物理资源块)、RRC(RadioResourceControl，无线资源控制)单元或者端时钟；其中，PRB用于获取资源使用率；RRC单元用于获取处于激活状态的UE数量；端时钟用于获取当前时间。例如，可以通过统计基站的PRB的使用比例获得资源使用率；由于基站与处于激活状态的UE保持RRC连接，因此可以通过RRC单元的状态获得处于激活状态的UE数量；当前时间可以通过基站的端时钟获得。在本发明的实施例中，当系统的AP数量发生改变时，发送单元可以利用RRC信令对终端(例如UE)进行通知，通知系统的AP数量已经改变，所述通知消息中可以包括改变后的AP数量。例如，通知消息可以包括：子帧周期、子帧偏置和CSI-RS图样，其中CSI-RS图样包括改变后的AP数量。在另一实施例中，终端(例如UE)在接收到通知消息后，可以根据更新后的AP数量进行信道估计、量化和反馈等。在本发明的实施例，子帧周期为发送一个子帧与发送上一个子帧所间隔的时间，子帧偏置为发送子帧时的偏移时间值。例如，子帧周期为10ms(毫秒)，子帧偏置为1ms，一个子帧的持续时间为1ms，则发送子帧的时间点(即相对零点的时间点)为1ms、11ms、21ms等等。又例如，子帧周期为10ms，子帧偏置为2ms，一个子帧的持续时间为1ms，则发送子帧的时间点(即相对零点的时间点)为2ms、12ms、22ms等等。图2是示出根据本发明一些实施例的包含16个AP的CSI-RS图样。图3是示出根据本发明一些实施例的包含32个AP的CSI-RS图样。以图2为例，对CSI-RS图样进行说明。如图2中，横轴为时间t轴，纵轴为子载波f轴。图2中的每一个方格表示一个资源单元，其中包含数据、控制信号等。图2中示出了1至16个数字方格，其中包含的数字n(例如1至16中的任一个)表示第n个天线端口对应的CSI-RS在该资源单元上传输，因此图2示出的CSI-RS图样表明当前的AP数量为16个。类似地，图3示出的CSI-RS图样表明当前的AP数量为32个。当然，本领域技术人员可以理解，图2和图3仅分别示出了包含16个AP和32个AP的CSI-RS图样，对于包含其他数量的AP的CSI-RS图样，可以根据实际情况来设定。此外，关于CSI-RS图样的格式并不仅限于图2或图3所示的图样，本发明的范围并不仅限于此。在本发明的实施例中，天线端口配置装置还包括：虚拟化单元，用于在AP数量小于系统最大天线数时，对基站所需要的AP进行虚拟化；其中，基站基于虚拟化后确定的AP向终端发送数据。在该实施例中，当系统需要的AP数量比较少，而当前工作的AP数量比较多，可以采用虚拟化，使得当前工作的AP的数量减少，符合所需要的AP数量，这样可以在不降低MU-MIMO性能增益的情况下减小较大AP数量在开销和覆盖上带来的性能损失。在本发明的实施例中，虚拟化单元对AP进行虚拟化的关系式为：H1＝H0×W，其中，H1为虚拟化的信道矩阵，H0为实际的信道矩阵，W为加权矩阵。例如，在天线数量与AP数量一一对应(即一根天线具有一个AP)的情况下，假设基站有M根发送天线，假设UE有N根接收天线，则实际的信道矩阵H0为N×M矩阵。当根据当前网络状态信息确定所需要的AP数量为K个，当K<M时，则采用虚拟化，即发送信号与加权矩阵相乘，其中W为M×K矩阵，此时虚拟化的信道矩阵H1＝H0×W变为N×K矩阵，基站就用K个AP向UE发送数据。在该实施例中，通过虚拟化，可以减少发送AP数量，使得AP数量符合当前网络状态的需要，从而减小较大AP数量在开销和覆盖上带来的性能损失。图4是示出根据本发明另一些实施例的天线端口配置装置的结构示意图。如图4所示，天线端口配置装置400包括：获取单元401、分析单元402、发送单元403和虚拟化单元404。与前面类似，获取单元401用于获取当前的网络状态信息。分析单元402用于根据所述网络状态信息确定所需要的AP的数量。发送单元403用于当AP的数量改变时，向终端发送通知消息。虚拟化单元404用于在AP数量小于系统最大天线数时，对基站所需要的AP进行虚拟化；其中，基站基于虚拟化后确定的AP向终端发送数据。在该实施例中，分析单元根据当前的网络状态信息确定所需要的AP的数量，从而可以实现根据需要服务的UE的数量来确定AP的数量；发送单元当AP的数量改变时，向终端发送通知消息，通知终端当前基站的AP数量发生改变，可以使得终端根据更新后的AP数量进行信道估计、量化和反馈等；虚拟化单元在AP数量小于系统最大天线数时，对基站所需要的AP进行虚拟化，以使得基站基于虚拟化后确定的AP向终端发送数据，从而可以在较低负载时采用较小的AP数量，从而在不降低MU-MIMO性能增益的情况下减小较大AP数量在开销和覆盖上带来的性能损失。本发明还提供了一种基站，包括：天线端口配置装置，例如如图1所示的天线端口配置装置100或如图4所示的天线端口配置装置400。图5是示出根据本发明一些实施例的天线端口配置方法的流程图。在步骤S501，天线端口配置装置获取当前的网络状态信息。例如，网络状态信息可以包括：资源使用率、处于激活状态的UE数量或者当前时间。在步骤S502，天线端口配置装置根据网络状态信息确定所需要的天线端口AP的数量。在步骤S503，当AP的数量改变时，天线端口配置装置向终端发送通知消息。例如，通知消息可以包括：子帧周期、子帧偏置和CSI-RS图样；其中，CSI-RS图样包括改变后的AP数量。在该实施中，天线端口配置装置通过获取当前的网络状态信息，并且根据网络状态信息确定所需要的AP的数量，当AP的数量改变时，天线端口配置装置向终端发送通知消息，从而可以实现根据需要服务的UE的数量来确定AP的数量，解决了不管需要进行服务的UE数量较多还是较少，基站只能采用固定数量的AP进行数据发送的问题。在另一实施例中，终端(例如UE)在接收到通知消息后，可以根据更新后的AP数量进行信道估计、量化和反馈等。在另一实施例中，天线端口配置装置在AP数量小于系统最大天线数时，对基站所需要的AP进行虚拟化；其中，基站基于虚拟化后确定的AP向终端发送数据。例如，天线端口配置装置对AP进行虚拟化的关系式为：H1＝H0×W，其中，H1为虚拟化的信道矩阵，H0为实际的信道矩阵，W为加权矩阵。图6是示出根据本发明另一些实施例的天线端口配置方法的流程图。在步骤S601，天线端口配置装置获取当前的网络状态信息。在步骤S602，天线端口配置装置根据网络状态信息确定所需要的天线端口AP的数量。在步骤S603，当AP的数量改变时，天线端口配置装置向终端发送通知消息。在步骤S604，天线端口配置装置在AP数量小于系统最大天线数时，对基站所需要的AP进行虚拟化。其中，所述基站基于虚拟化后确定的AP向终端发送数据。在该实施例中，天线端口配置装置根据当前的网络状态信息确定所需要的AP的数量，从而可以实现根据需要服务的UE的数量来确定AP的数量；天线端口配置装置当AP的数量改变时，向终端发送通知消息，通知终端当前基站的AP数量发送改变，可以使得终端根据更新后的AP数量进行信道估计、量化和反馈等，并且天线端口配置装置在AP数量小于系统最大天线数时，对基站所需要的AP进行虚拟化，以使得基站基于虚拟化后确定的AP向终端发送数据，从而可以在较低负载时采用较小的AP数量，从而在不降低MU-MIMO性能增益的情况下减小较大AP数量在开销和覆盖上带来的性能损失。至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。当前第1页1 2 3