一种确定天线极化类型的方法、装置及基站与流程

本发明涉及通讯领域，特别是涉及一种确定天线极化类型的方法、装置及基站。

背景技术：

天线的极化，就是指天线辐射时形成的电场强度方向。当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波；当电场强度方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。

由于电波的特性，决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流，极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减，而垂直极化方式则不易产生极化电流，从而避免了能量的大幅衰减，保证了信号的有效传播。因此，在移动通信系统中，一般均采用垂直极化的传播方式。另外，对于极化天线而言，只有收发天线极化一致时，才能获得最理想的效果，理论上，当收发天线极化类型垂直时，接收天线几乎收不到任何信号。但在实际外场中，由于多径的影响，造成电磁波在传播过程中，出现一定的“极化旋转”现象。

另外，为了减小天线体积，出现了一种双极化天线。就其设计思路而言，一般分为垂直与水平极化和±45°极化两种方式，性能上一般后者优于前者，因此目前大部分采用的是±45°极化方式。双极化天线组合了+45°和-45°两副极化方向相互正交的天线，并同时工作在收发双工模式下，大大节省了每个小区的天线数量；同时由于±45°为正交极化，有效保证了分集接收的良好效果。

通常在实际的通信系统中，基站天线的极化类型是已知且不再变化的，而 终端型号千差万别，天线极化形式可能存在垂直极化类型、±45°极化类型、垂直与水平极化极化类型(双极化类型)等。然而，现有技术中却没有一种能够确定发送端天线类型的方法，导致无法利用极化天线的特性来能获得最大的接收功率，系统性能较低。

技术实现要素：

本发明提供一种确定天线极化类型的方法、装置及基站，用以解决现有技术中却没有一种能够确定发送端天线类型的方法，导致无法利用极化天线的特性来能获得最大的接收功率，系统性能较低的问题。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种确定天线极化类型的方法，包括：获得基站物理天线和crs(小区专有参考信号，cell-specificreferencesignals)端口的映射位图，以确定基站物理天线和crs端口的映射关系；根据上行信道估计值确定各个物理天线上对应的参考量值，并根据所述参考量值以及所述映射位图确定各个crs端口的参考量值差值，再根据所述参考量值差值确定各个端口上对应的考量值差值平均值，其中，所述参考量值包括：功率值和/或相位值；将所述参考量值差值平均值与预设门限值进行比较，以确定所述用户设备天线的极化类型。

进一步，将所述参考量值差值平均值与预设门限值进行比较，以确定所述用户设备天线的极化类型，包括：判断所述参考量值差值平均值是否大于所述预设门限值；如果是，确定所述用户设备天线的极化类型为±45°极化类型；如果不是，确定所述用户设备天线的极化类型为垂直极化类型或者垂直水平双极化类型。

进一步，根据所述参考量值以及所述映射位图确定各个crs端口的参考量值差值，包括：计算同一端口内所有天线的参考量值和，再计算第一端口的参考量值和与第二端口的参考量值和的差值，以将所述差值确定为所述参考量值差值；或者，计算第一端口中各天线参考量值和所述各天线在第二端口中对 应的天线的参考量值的差值，以将得到的所有差值的和值确定为所述参考量值差值。

进一步，根据所述参考量值差值确定各个端口上对应的考量值差值平均值，包括：用所述参考量值差值除以同一个端口对应的天线数量，以得到各个端口上对应的考量值差值平均值。

进一步，获得基站物理天线和小区专有参考信号crs端口的映射位图之前，还包括：接收来自用户设备的上行参考信号，并根据所述上行参考信号确定上行信道估计值。

另一方面，本发明还提供一种确定天线极化类型的装置，包括：获取模块，用于获得基站物理天线和crs端口的映射位图，以确定基站物理天线和crs端口的映射关系；参数确定模块，用于根据上行信道估计值确定各个物理天线上对应的参考量值，并根据所述参考量值以及所述映射位图确定各个crs端口的参考量值差值，再根据所述参考量值差值确定各个端口上对应的考量值差值平均值，其中，所述参考量值包括：功率值和/或相位值；类型确定模块，用于将所述参考量值差值平均值与预设门限值进行比较，以确定所述用户设备天线的极化类型。

进一步，所述类型确定模块包括：判断单元，用于判断所述参考量值差值平均值是否大于所述预设门限值；类型确定单元，用于在所述参考量值差值平均值大于所述预设门限值的情况下，确定所述用户设备天线的极化类型为±45°极化类型；在所述参考量值差值平均值不大于所述预设门限值的情况下，确定所述用户设备天线的极化类型为垂直极化类型或者垂直水平双极化类型。

进一步，所述参数确定模块包括：第一计算单元，用于计算同一端口内所有天线的参考量值和，再计算第一端口的参考量值和与第二端口的参考量值和的差值，以将所述差值确定为所述参考量值差值；第二计算单元，用于计算第一端口中各天线参考量值和所述各天线在第二端口中对应的天线的参考量值的差值，以将得到的所有差值的和值确定为所述参考量值差值。

进一步，所述参数确定模块包括：平均值确定单元，用于将所述参考量值差值除以同一个端口对应的天线数量，以得到各个端口上对应的考量值差值平均值。

进一步，所述装置还包括：接收模块，用于接收来自用户设备的上行参考信号，并根据所述上行参考信号确定上行信道估计值。

又一方面，本发明还提供一种基站，包括：上述任一项所述的确定天线极化类型的装置。

本发明根据上行信道估计值确定各个物理天线上对应的参考量值，再根据该参考量值和映射位图来计算各个crs端口的参考量值差值，并根据该参考量值差值最终确定各个端口上对应的考量值差值平均值，以将该平均值与预设门限值进行比较，来确定用户设备天线的极化类型，在通过该方法确定天线的极化类型后，可以根据确定的类型充分利用极化天线的特性，提升了系统性能，解决了现有技术中却没有一种能够确定发送端天线类型的方法，导致无法利用极化天线的特性来能获得最大的接收功率，系统性能较低的问题。

附图说明

图1是本发明实施例中确定天线极化类型的方法的流程图；

图2是本发明实施例中确定天线极化类型的装置的结构示意图；

图3是本发明实施例中确定天线极化类型的装置类型确定模块的结构示意图；

图4是本发明实施例中确定天线极化类型的装置参数确定模块的结构示意图；

图5是本发明实施例中确定天线极化类型的装置的优选结构示意图；

图6是本发明实施例中根据功率差来估计终端天线极化类型的流程图；

图7是本发明实施例中根据相位差来估计终端天线极化类型的流程图。

具体实施方式

为了解决现有技术中却没有一种能够确定发送端天线类型的方法，导致无法利用极化天线的特性来能获得最大的接收功率，系统性能较低的问题，本发明提供了一种确定天线极化类型的方法、装置及基站，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

本发明实施例提供一种确定天线极化类型的方法，该方法的流程如图1所示，包括步骤s102至s106：

s102，获得基站物理天线和crs端口的映射位图，以确定基站物理天线和crs端口的映射关系；

s104，根据上行信道估计值确定各个物理天线上对应的参考量值，并根据参考量值以及映射位图确定各个crs端口的参考量值差值，再根据参考量值差值确定各个端口上对应的考量值差值平均值，其中，参考量值包括：功率值和/或相位值；

s106，将参考量值差值平均值与预设门限值进行比较，以确定用户设备天线的极化类型。

本发明实施例根据上行信道估计值确定各个物理天线上对应的参考量值，再根据该参考量值和映射位图来计算各个crs端口的参考量值差值，并根据该参考量值差值最终确定各个端口上对应的考量值差值平均值，以将该平均值与预设门限值进行比较，来确定用户设备天线的极化类型，在通过该方法确定天线的极化类型后，可以根据确定的类型充分利用极化天线的特性，提升了系统性能，解决了现有技术中却没有一种能够确定发送端天线类型的方法，导致无法利用极化天线的特性来能获得最大的接收功率，系统性能较低的问题。

在获得基站物理天线和crs端口的映射位图之前，通常需要先接收来自用户设备的上行参考信号，并根据上行参考信号确定上行信道估计值，确定上行信道估计值的过程为现有方法，此处不再赘述，上述实施例是利用了该上行 信道估计值来确定天线的极化类型。

具体实现时，将参考量值差值平均值与预设门限值进行比较以确定用户设备天线的极化类型时，包括如下过程：判断参考量值差值平均值是否大于预设门限值；如果是，确定用户设备天线的极化类型为±45°极化类型；如果不是，确定用户设备天线的极化类型为垂直极化类型或者垂直水平双极化类型。在本实施例中，预设门限值是本领域技术人员根据极化天线的特性确定的，其具体设置的可以是经验值或实验值，其具有广泛的代表性，因此，在此时实例中，其可以作为一个标准，来评判天线是否为±45°极化类型。

根据参考量值以及映射位图确定各个crs端口的参考量值差值时，可以包括多种方法，例如，计算同一端口内所有天线的参考量值和，再计算第一端口的参考量值和与第二端口的参考量值和的差值，以将差值确定为参考量值差值；或者是，计算第一端口中各天线参考量值和各天线在第二端口中对应的天线的参考量值的差值，以将得到的所有差值的和值确定为参考量值差值。上述第一种计算方式是将每个端口内的参考量值相加，然后将两个端口做减法，取减法结果的绝对值作为参考量值差值；第二种方式则是将每个端口内的一个天线的参考量值与另一个端口内该天线对应的天线的参考量值做减法，取减法结果的绝对值，并将每个端口内所有的天线的参考量值都和其他端口天线的做参考量值都相同的操作，最后将所有减法结果的绝对值相加，来作为参考量值差值。两种方式都可以采用，主要是根据参考量值差值确定后续考量值差值平均值。

在根据参考量值差值确定各个端口上对应的考量值差值平均值的过程中，用参考量值差值除以同一个端口对应的天线数量就可以得到各个端口上对应的考量值差值平均值。

本发明实施例还提供了一种确定天线极化类型的装置，该装置的结构示意如图2所示，包括：获取模块10，用于获得基站物理天线和crs端口的映射位图，以确定基站物理天线和crs端口的映射关系；参数确定模块20，与获 取模块10耦合，用于根据上行信道估计值确定各个端口上对应的参考量值，并根据参考量值以及映射位图确定各个crs端口的参考量值差值，再根据参考量值差值确定各个物理天线上对应的考量值差值平均值，其中，参考量值包括：功率值和/或相位值；类型确定模块30，与参数确定模块20耦合，用于将参考量值差值平均值与预设门限值进行比较，以确定用户设备天线的极化类型。

图3示出了上述类型确定模块30的结构示意图，其包括：判断单元301，用于判断参考量值差值平均值是否大于预设门限值；类型确定单元302，与判断单元301耦合，用于在参考量值差值平均值大于预设门限值的情况下，确定用户设备天线的极化类型为±45°极化类型；在参考量值差值平均值不大于预设门限值的情况下，确定用户设备天线的极化类型为垂直极化类型或者垂直水平双极化类型。

图4示出了上述参数确定模块20的结构示意图，其可以包括：第一计算单元201，用于计算同一端口内所有天线的参考量值和，再计算第一端口的参考量值和与第二端口的参考量值和的差值，以将差值确定为参考量值差值；第二计算单元202，用于计算第一端口中各天线参考量值和各天线在第二端口中对应的天线的参考量值的差值，以将得到的所有差值的和值确定为参考量值差值；平均值确定单元203，与第一计算单元201和第二计算单元202耦合，用于将参考量值差值除以同一个端口对应的天线数量，以得到各个端口上对应的考量值差值平均值。

图5示出了上述装置的优选结构示意图，在图2的基础上，其还可以包括：接收模块40，与获取模块10耦合，用于接收来自用户设备的上行参考信号，并根据上行参考信号确定上行信道估计值。

本发明实施例还提供了一种基站，其包括上述的确定天线极化类型的装置。本领域技术人员根据上述记载，知晓如何将上述装置设置在基站中，此处不再赘述。

优选实施例

本发明实施例提供了一种确定天线极化类型的方法，该方法利用极化天线的特性，即只有收发天线极化一致时，才能获得最大的接收功率的特性。通过收端(通常为基站)已知天线的极化类型，通过计算接收功率或相位差等信息，进而估计发端未知的天线极化类型，有普遍适用性和准确性，有效提升系统性能。该方法使得发端的天线类型可知，在智能天线波束赋形方案算法选择上有更多先验信息。

本发明实施例所提供确定天线极化类型的方法，需要基站根据上行信道估计值(h)，基站的物理天线和crs端口映射方式来进行估计发端天线的极化类型。该方法包括以下步骤1至步骤5:

步骤1：ue(用户设备，userequipment)上行发送参考信号，参考信号可以包括srs(探测参考信号，soundingreferencesignal)或dmrs(解调参考信号，demodulationreferencesignal)。

步骤2：基站根据上行发射的参考信号计算h；

优选的，步骤2中的每个子载波的h可以进一步处理：可以按照rb(资源块，resourceblocks)进一步进行平均或者累加，达到降噪处理的效果。

步骤3：基站从omc(操作维护中心，operationandmaintenancecenter)获得基站物理天线和crs端口(一般是两端口，分别是端口1和端口2)映射位图，得到基站实际物理天线和crs端口的映射关系，即在多天线系统中由于小区端口数小于实际物理天线数，需要知道哪几个天线对应crs端口1，哪几个天线对应crs端口2。

步骤4：根据h计算所有物理天线上的功率或者相位，根据基站实际物理天线和crs端口的映射关系进一步求出不同端口对应天线上功率差或者相位差。

优选的，步骤4中不同crs端口对应天线功率可以按照如下计算，在步骤41-x中表述。

步骤41-1，根据h计算所有天线上的功率pi,其中，其中i表示天线索引， i＝1,…,n，n为基站天线数目，则pi＝|hi|²。

步骤41-2，计算不同端口内天线功率差的绝对值δp。

例如，ind＝1:n(n表示同一个端口对应的天线数目，)；则

δp(ind)＝|pindex1(ind)-pindex2(ind)|，其中，index1表示crs端口1对应的天线索引，index2表示crs端口2对应的天线索引。在计算时，上述公式表示循环索引，即一个端口的每个天线和另一个端口对应的天线功率相减的绝对值。

步骤41-3，计算不同端口间天线功率差的均值p，其采用的公式可以如下所示：

其中，n表示同一个端口对应的天线数目。

优选的，步骤4中的计算功率差也可以先计算同一端口内天线的功率和，然后计算不同端口的功率差。

实现时，步骤4中相位差按照如下过程计算，在步骤42-x中表述。

步骤42-1，根据h计算所有天线的相位anglei，其中i表示天线索引，i＝1,…,n，n为基站天线数目，则

步骤42-2，计算不同端口之间天线上相位差的绝对值δangle。

例如，ind＝1:n(n表示同一个端口对应的天线数目，)，则

δangle(ind)＝|angleindex1(ind)-angleindex2(ind)|，其中，index1表示crs端口1对应的天线索引，index2表示crs端口2对应的天线索引。

步骤42-3，计算相位差的均值θ，其采用公式如下：

其中，n表示同一个端口对应的天线数目。

步骤5：用计算的差值(功率差或者相位差)和已知门限值比较。若大于 已知门限值，则判断终端的天线极化类型是±45°极化，否则，就判断终端的天线极化类型是垂直极化或双极化。

下面以ltetdd系统下，基站±45°双极化8天线，crs两端口为例，结合附图对上述过程进行进一步说明。

实例一

本发明实施例提供的通过功率估计终端的天线极化类型的方法的流程如图6所示，具体包括如下步骤s601至s608。

s601，基站计算上行信道估计hk*8(频域)，h的维度是k*8，k是子载波数，8是基站天线数。如果上行信道估计的结果是由srs获得的信道估计，k与系统带宽相关；如果上行信道估计的结果是由dmrs获得的，k与该用户分配的资源相关；

优选的，步骤s601中对一个用户的每个子载波的h可以按照rb为单位进一步进行平均或者累加。假设基站h中的k个子载波按照上述方法平均或者累加得到m个资源组(m为正整数)。

s602，基站从omc获得基站物理天线和crs端口(一般是两端口，分别是端口1和端口2)映射位图，得到基站实际物理天线和crs端口的映射关系，其中天线1-天线4是正45度极化方向，对应端口1；天线5-天线8是负45度极化方向，对应端口2。用h表示该映射关系如下，

hport1＝h(k,1:4)，hport2＝h(k,5:8)。

s603：基站对于每一个资源组计算所有天线的功率pi,其中，其中i表示天线索引，i＝1,…,8，则pi＝|hi|²。

s604，计算某个资源块上不同端口内天线功率差δp。

例如，ind＝1:4，则δp(ind)＝|pindex1(ind)-pindex2(ind)|，其中，index1表示crs端口1对应的天线索引，index1＝[1,2,3,4]，index2表示crs端口2对应的天线索引，index2＝[5,6,7,8]。

s605，计算某个资源块上不同端口间天线功率差的均值p，计算公式如下：

重复计算m个资源组功率差p，对m个资源组求平均，得到功率差的均值

s606：用计算的功率差均值和已知门限比较。在大于门限值的情况下，执行s607，否则，执行s608。

s607，确定终端的天线极化类型是±45°极化。

s608，确定终端的天线极化类型是垂直极化或垂直水平双极化。

实例二

本发明实施例提供的通过相位估计终端的天线极化类型的方法的流程如图7所示，具体包括如下步骤s701至s705。

s701，基站计算上行信道估计hk*8(频域)，h的维度是k*8，k是子载波数，8是基站天线数。如果上行信道估计的结果是由srs获得的信道估计，k与系统带宽相关；如果上行信道估计的结果是由dmrs获得的，k与该用户分配的资源相关。

优选的，s701中对一个用户的每个子载波的上行信道估计h可以按照rb为单位进一步进行平均或者累加。假设基站上行信道估计h中的k个子载波按照上述方法平均或者累加得到m个资源组(m为正整数)。

s702，基站从omc获得基站物理天线和crs端口(一般是两端口，分别是端口1和端口2)映射位图，得到基站实际物理天线和crs端口的映射关系。其中，天线1-天线4是正45度极化方向，对应端口1；天线5-天线8是负45度极化方向，对应端口2。用h表示该映射关系如下：

hport1＝h(k,1:4)，hport2＝h(k,5:8)。

s703，基站对于每一个资源组计算所有天线的功率pi,其中，其中i表示天线索引，i＝1,…,8，则

s704，计算某个资源块上不同端口内对应天线上相位差δangle

forind＝1:4，δangle(ind)＝|angleindex1(ind)-angleindex2(ind)|，其中，index1表示crs端口1对应的天线索引，index1＝[1,2,3,4]，index2表示crs端口2对应的天线索引，index2＝[5,6,7,8]。

s705，计算某个资源组上相位差的均值θ，即其中，n表示同一个端口对应的天线数目。

重复计算m个资源组相位差θ，求平均得到相位差的均值δθ，即其中m表示资源块的个数。

s706：用计算的相位差值δθ和已知门限比较。在大于门限值的情况下，执行s707，否则，执行s708。

s707，确定终端的天线极化类型是±45°极化，

s708，确定终端的天线极化类型是垂直极化或垂直水平双极化。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。