一种调整有源天线阵列及参考信号映射的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种对有源天线阵列进行调整及其参考信号 映射的方法、装置和基站。
【背景技术】
[0002] 目前有源天线阵列系统的概念已提出，然而现有技术尚未提供有源天线阵列系统 在基站中的实际应用方案，也未提供在有源天线阵列系统中进行参考信号映射的方法。并 且，目前正在使用的通信系统中，参考信号CRS(Cell-specific Reference Signal，小区特 定参考信号）和CSI-RS(Channel State Information Reference Signal，信道状态信息参 考信号）端口与基站的天线之间的映射方式，也无法适用于有源天线阵列。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种对有源天线阵列进行调整及其参考信号映射的方法、装 直和基站。
[0004] 根据本发明的一个方面，提供一种在基站中对有源天线阵列进行调整及其参考信 号映射的方法，其中，该方法包括以下步骤：
[0005] a.根据接入所述基站的各个用户设备的信道估计，确定所述有源天线阵列沿水平 方向的信道相关性以及沿垂直方向的信道相关性；
[0006] b.根据所述沿水平方向的信道相关性以及沿垂直方向的信道相关性，确定相关性 更高的方向；
[0007] C.根据所述相关性更高的方向，调整所述有源天线阵列中的天线排布；
[0008] d.将参考信号CRS端口映射到调整后的有源天线阵列中的相应天线上，并根据所 述相关性更高的方向来将参考信号CSI-RS端口映射到调整后的有源天线阵列中的相应天 线上。
[0009] 根据本发明的另一个方面，还提供了一种在基站中对有源天线阵列进行调整及其 参考信号映射的第一装置，其中，该第一装置包括以下装置：
[0010] 第一确定装置，用于根据接入所述基站的各个用户设备的信道估计，确定所述有 源天线阵列沿水平方向的信道相关性以及沿垂直方向的信道相关性；
[0011] 第二确定装置，用于根据所述沿水平方向的信道相关性以及沿垂直方向的信道相 关性，确定相关性更高的方向；
[0012] 调整装置，用于根据所述相关性更高的方向，调整所述有源天线阵列中的天线排 布；
[0013] 第一映射装置，将参考信号CRS端口映射到调整后的有源天线阵列中的相应天线 上，并根据所述相关性更高的方向来将参考信号CSI-RS端口映射到调整后的有源天线阵 列中的相应天线上。
[0014] 根据本发明的另一方面，还提供了一种基站，所述基站包括本发明所述的第一装 置。
[0015] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：1)可通过信道相关性的检测方案确定相 关性更高的方向，从而调整有源天线阵列的天线排布，以使调整后的有源天线阵列更适应 当前场景，以期支持高速率的数据传输；2)当实际物理天线数量多于8个（如天线数量为 16、32、64个等）时，可根据相关性更高的方向，将目前已定义的最多8个参考信号CSI-RS 端口映射至该有源天线阵列的相应天线上，且一个参考信号CSI-RS端口可映射至有源天 线阵列的一行或一列天线上或者其他映射，从而提高系统性能；3)可在符合预定条件时， 重复执行操作来重新调整有源天线阵列的天线排布并重新进行参考信号的映射；4)可为 基站设置启动时所采用的默认有源天线阵列，以在调整有源天线阵列的天线排布之前用于 用户的初始接入。
【附图说明】
[0016] 通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它 特征、目的和优点将会变得更明显：
[0017] 图1为本发明一个实施例的对有源天线阵列进行调整及其参考信号映射的方法 的流程示意图；
[0018] 图2为本发明另一个实施例的对有源天线阵列进行调整及其参考信号映射的方 法的流程示意图；
[0019] 图3为本发明一个实施例的对有源天线阵列进行调整及其参考信号映射的第一 装置的结构示意图；
[0020] 图4为本发明另一个实施例的对有源天线阵列进行调整及其参考信号映射的第 一装置的结构示意图；
[0021] 图5为一个示例的有源天线阵列的天线排布示意图；
[0022] 图6为另一个示例的有源天线阵列的天线排布示意图；
[0023] 图7为再一个示例的有源天线阵列的天线排布示意图；
[0024] 图8为一个示例的将参考信号CSI-RS端口映射到调整后的有源天线阵列中的相 应天线上的示意图；
[0025] 图9为另一个示例的将参考信号CSI-RS端口映射到调整后的有源天线阵列中的 相应天线上的示意图；
[0026] 图10为一个示例的将参考信号CRS端口映射到调整后的有源天线阵列中的相应 天线上的示意图；
[0027] 图11为本发明一个示例的对有源天线阵列进行调整及其参考信号映射的方法的 流程示意图。
[0028] 附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
[0030] 图1为本发明一个实施例的对有源天线阵列进行调整及其参考信号映射的方法 的流程示意图。
[0031] 其中，本实施例的方法主要通过基站来实现；优选地，所述基站所在的网络为LTE 或LTE-A或后续升级网络；更优选地，所述基站为LTE-A或后续升级网络中的eNB(ev〇lVed Node B，演进型基站）；更优选地，本发明使用与有源天线阵列（Active Antenna Array, AAA)系统。
[0032] 需要说明的是，所述基站和网络仅为举例，其他现有的或今后演进可能出现的基 站和网络如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并以引用方式包含于此。
[0033] 根据本实施例的方法包括步骤S101、步骤S102、步骤S103和步骤S104。
[0034] 在步骤S101中，基站根据接入该基站的各个用户设备的信道估计，确定所述有源 天线阵列沿水平方向的信道相关性以及沿垂直方向的信道相关性。
[0035] 其中，所述有源天线阵列采用L*K的天线排布；其中，L为有源天线阵列的行数，K 为有源天线阵列的列数，L与K的乘积为总的天线数量。例如，有源天线阵列的天线数量为 64,并采用8*8的天线排布；又例如，有源天线阵列的天线数量为32,并采用4*8或8*4的 天线排布等。
[0036] 其中，有源天线阵列沿水平方向的信道相关性用于指示基站所采用的有源天线阵 列与接入该基站的各个用户的天线之间的信道在水平方向上的综合相关程度；有源天线阵 列沿垂直方向的信道相关性用于指示基站所采用的有源天线阵列与接入该基站的各个用 户的天线之间的信道在垂直方向上的综合相关程度。
[0037] 需要说明的是，基站当前所处场景在一定程度上会影响有源天线阵列沿水平方向 的信道相关性或沿垂直方向的信道相关性。
[0038] 其中，3GPP标准中定义了适用于有源天线阵列系统的以下几种典型场景：
[0039] l)3D_UMi 场景。
[0040] 用户设备密度高（室外/室内）的城市微小区；且该场景下，基站天线阵列通常置 于屋顶之下，一般低于周围建筑物。
[0041] 2)3D_UMa 场景。
[0042] 用户设备密度高（室外/室内）的城市宏小区；且该场景下，基站天线阵列通常置 于屋顶之上，一般高于周围建筑物。
[0043] 3)3D-UMa_H 场景。
[0044] 每扇区及300米的ISD(Inter_Site Distance,基站间距离）有一个高层建筑的城 市宏小区；且该场景下，高层建筑的密度是每扇区1个。
[0045] 优选地，所述步骤S101进一步包括步骤S101-1和步骤S101-2。
[0046] 在步骤S101-1中，对于接入基站的多个用户中的每个用户，基站根据该用户的估 计信道矩阵，确定该用户沿水平方向的信道相关系数以及沿垂直方向的信道相关系数。
[0047] 其中，用户沿水平方向的信道相关系数用于指示用户天线与基站所采用的有源天 线阵列之间的信道在水平方向上的相关程度；用户沿垂直方向的信道相关系数用于指示用 户天线与基站所采用的有源天线阵列之间的信道在垂直方向上的相关程度。
[0048] 具体地，对于接入基站的多个用户中的每个用户，基站对该用户进行信道估计来 获得该用户的估计信道矩阵，并根据所述估计信道矩阵确定该用户沿水平方向的信道相关 系数以及沿垂直方向的信道相关系数。
[0049] 优选地，在TDD或FDD系统中，基站可根据用户设备发送的、用于上行链路频率选 择性调度或功率控制的SRS(探测参考信号，Sounding Reference Signal)，来对该用户进 行上行信道估计，获得该用户的估计信道矩阵。
[0050] 例如，假设从用户p到基站的上行链路中有一个天线端口的SRS的传输，基站对用 户P进行信道估计获得用户P在时间t及在任一子载波q上的估计信道矩阵
[0052] 为简单起见，以下忽略子载波q。用户p的天线ij之间的信道在时间t的频率响 应为；其中，天线ij表示有源天线阵列中第i行第j列的 天线。
[0053] 其中，可基于时域或频域上的滤波来计算^丨如TDD系统中，在时域上进行滤波 时，
，其中，α为IIR滤波器系数。作为一个示例，为简单 起见，忽略上述时间t，可根据以下公式分别计算用户ρ沿水平方向的信道相关系数以及沿 垂直方向的信道相关系数：
[0056] 其中，corr(UEp)_H为用户ρ沿水平方向的信道相关系数，corr(UEp)_ v为用户ρ沿 垂直方向的信道系数。
[0057] 在步骤S101-2中，基站根据所述多个用户中每个用户沿水平方向的信道相关系 数以及沿垂直方向的信道相关系数，确定所述有源天线阵列沿水平方向的信道相关性以及 沿垂直方向的信道相关性。
[0058] 具体地，基站可采用多种方式根据所述多个用户中每个用户沿水平方向的信道相 关系数以及沿垂直方向的信道相关系数，确定所述有源天线阵列沿水平方向的信道相关性 以及沿垂直方向的信道相关性。
[0059] 例如，基站计算接入基站的各个用户沿水平方向的信道相关系数的平均值，并将 该平均值确定为有源天线阵列沿水平方向的信道相关性；并且，基站计算接入基站的各个 用户沿垂直方向的信道相关系数的平均值，并将该平均值确定为有源天线阵列沿水平方向 的信道相关性。
[0060] 又例如，基站计算接入基站的各个用户沿水平方向的和相关，并将该沿水平方向 的和相关确定为有源天线阵列沿水平方向的信道相关性；基站计算接入基站的各个用户沿 垂直方向的和相关，并将该沿垂直方向的和相关确定为有源天线阵列沿垂直方向的信道相 关性；其中，所述沿水平方向或沿垂直方向的和相关为各个用户沿水平方向或垂直方向的 信道相关系数的总和。作为一个示例，基站根据以下公式来计算沿水平方向的和相关和沿 垂直方向的和相关：
[0063] 其中，p = 1，. . .，M，M为用户的数量，（sum_corr_UEs_M)_H为沿水平方向的和相关， (sum_corr_UEs_M)_v