分布式天線及其配置方法
【專利摘要】本發(fā)明是關(guān)于分布式天線及其配置方法。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，一分布式天線包含：N個(gè)天線組，N≥2；和M個(gè)天線端口，M≥1。其中N個(gè)天線組是相互地理分離的，且N個(gè)天線組中的每一組包含若干根地理上相對(duì)集中定位的天線；M個(gè)天線端口中的每一個(gè)包含來(lái)自該N個(gè)天線組中的每一組的至少一根天線。本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)可很好的解決功率不平衡的問(wèn)題，具有提高系統(tǒng)吞吐量，易擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】分布式天線及其配置方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于分布式天線系統(tǒng)(DAS, Distributed Antenna Systems),特別是關(guān)于分布式天線系統(tǒng)中的分布式天線與其配置方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在下行鏈路多進(jìn)多出(MMO，Multiple Input Multiple Output)中，為室內(nèi)室外使用部署分布式天線是分布式天線系統(tǒng)的經(jīng)典案例。與傳統(tǒng)的集中式電線系統(tǒng)相異，在分布式天線系統(tǒng)中，來(lái)自不同地理位置的各分布式天線端口到達(dá)用戶設(shè)備(UE，UserEquipment)的路徑損失(path loss)不同,往往會(huì)產(chǎn)生功率不平衡的問(wèn)題。
[0003]圖1 是一種集中定位天線端口 部署(CAPD, Co-located Antenna PortsDeployment)方案的結(jié)構(gòu)示意圖,其中該分布式天線包含N個(gè)地理分開(kāi)的天線端口，天線端
口 O、天線端口 1、......天線端口 N-1,每個(gè)天線端口進(jìn)一步包含集中定位的L(L≥2)根天線。
[0004]圖2 是一種交織天線端口部署(IAPD, Interleaved Antenna Ports Deployment)方案的結(jié)構(gòu)示意圖，其中該分布式天線包含兩個(gè)天線端口，不同天線端口交織排列的一起。
[0005]然而這兩種部署方案并沒(méi)有解決功率不平衡的問(wèn)題，不同天線端口間仍存在嚴(yán)重的功率不平衡。這意味著，在室內(nèi)場(chǎng)景應(yīng)用秩自適應(yīng)時(shí)，將產(chǎn)生高秩虧信道而導(dǎo)致大幅度的性能衰退。此外，CAro和IAPD這兩種分布式天線部署方案的系統(tǒng)擴(kuò)展性能也很低。在CAPD中，天線組數(shù)受制于天線端口數(shù)，因而限制了覆蓋區(qū)域的擴(kuò)展。而IAro則根本沒(méi)有考慮多于兩個(gè)天線端口的場(chǎng)景，無(wú)法應(yīng)用于具有多于兩個(gè)的天線端口的無(wú)線系統(tǒng)。
[0006]因而如何部署分布式天線，降低甚至避免天線端口間的功率不平衡，適于分布式天線系統(tǒng)的擴(kuò)展，仍是業(yè)內(nèi)亟需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的之一在于提供分布式天線及其方法，其天線端口之間不存在功率平衡的問(wèn)題，而且可輕易的擴(kuò)展分布式天線系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域。
[0008]本發(fā)明的一實(shí)施例提供一分布式天線，包含:N個(gè)天線組，NS 2 ;和M個(gè)天線端口，MS I。其中N個(gè)天線組是相互地理分離的，且N個(gè)天線組中的每一組包含若干根地理上相對(duì)集中定位的天線；M個(gè)天線端口中的每一個(gè)包含來(lái)自該N個(gè)天線組中的每一組的至少一根天線。
[0009]在一實(shí)施例中，天線組之間的相互距離大于10個(gè)電磁波波長(zhǎng)，所述天線組中每一者中的天線距離大于等于0.5個(gè)電磁波長(zhǎng)且小于等于10個(gè)電磁波波長(zhǎng)。屬于同一天線端口的天線連接于同一基站以發(fā)送相同的信號(hào)。
[0010]本發(fā)明的另一實(shí)施例還提供一配置分布式天線的方法，該方法包含:確定N個(gè)天線組，N > 2 ;其中N個(gè)天線組是相互地理分離的，且N個(gè)天線組中的每一者包含若干根地理上相對(duì)集中定位的天線；確定M個(gè)天線端口 ；及為M個(gè)天線端口中的每一個(gè)分配天線，所分配的天線是分別來(lái)自N個(gè)天線組中的每一組的至少一根天線。
[0011 ] 在一實(shí)施例中，天線端口的數(shù)量M是由網(wǎng)絡(luò)側(cè)確定的。
[0012]本發(fā)明的分布式天線及其配置方法使用分組天線端口部署(GAPD，GroupedAntenna Ports Deployment),相較于現(xiàn)有技術(shù)可很好的解決功率不平衡的問(wèn)題。具有提高系統(tǒng)吞吐量，易擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是一種集中定位天線端口部署方案的示意圖；
[0014]圖2是一種交織天線端口部署方案的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的以分組天線端口部署的分布式天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的分布式天線的配置方法；
[0017]圖5是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的分布式天線的配置示意圖；
[0018]圖6所示是應(yīng)用圖5中分布式天線的無(wú)線通信系統(tǒng)50的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖7是圖5中相同場(chǎng)景的分布式天線采用IAPD配置時(shí)的示意圖；
[0020]圖8是兩種配置下用戶設(shè)備在不同位置時(shí)的接收信號(hào)強(qiáng)度變化的仿真結(jié)果；
[0021]圖9是IAPD配置時(shí)不同位置的吞吐量的仿真結(jié)果；
[0022]圖10是GAPD配置時(shí)不同位置的吞吐量的仿真結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為更好的理解本發(fā)明的精神，以下結(jié)合本發(fā)明的部分優(yōu)選實(shí)施例對(duì)其作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0024]長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE,Long Term Evolution)項(xiàng)目是近年來(lái)第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP,3rd Generation Partnership Project)啟動(dòng)的最大的新技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目，這種以正交頻分復(fù)用/頻分多址技術(shù)(0FDM/FDMA)為核心的技術(shù)被看作“準(zhǔn)4G”技術(shù)。LTE將是今后全球最主要的廣域?qū)拵б苿?dòng)通信系統(tǒng)，未來(lái)所有的2G/3G/3.5G技術(shù)都將殊途同歸，統(tǒng)一演進(jìn)到LTE/LTE-A(LTE-Advanced)階段。目前業(yè)內(nèi)已有多個(gè)LTE的標(biāo)準(zhǔn)版本，但都沒(méi)有解決分布式天線系統(tǒng)中功率不平衡的問(wèn)題，阻礙了該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和實(shí)施。
[0025]而本發(fā)明提供的分組天線端口部署(GAPD, Grouped Antenna Ports Deployment)的分布式天線及配置方法， 則可解決分布式天線系統(tǒng)中功率不平衡的問(wèn)題。
[0026]需要指出的是，由于技術(shù)的發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)的更新，具有相同功能的部件往往具有多個(gè)不同的稱呼，如在分布式天線系統(tǒng)中，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)傳輸點(diǎn)(transport point)、分布式天線(distributed antenna)、遠(yuǎn)程無(wú)線電頭(RRH, Remote Radio Head)等往往交替使用。本發(fā)明專利申請(qǐng)書(shū)中所使用的技術(shù)名詞是為解釋和演示本發(fā)明的技術(shù)方案，分布式天線亦包含傳輸點(diǎn)、遠(yuǎn)程無(wú)線電頭等，應(yīng)以其在本【技術(shù)領(lǐng)域】?jī)?nèi)所共識(shí)的功能為準(zhǔn)，而不能僅以名稱的異同任意解讀。
[0027]圖3是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的以分組天線端口部署的分布式天線的結(jié)構(gòu)示意圖，該分布式天線包含N (N≥2)組天線組，組O、組1、……組N-1，和M(M≥1)個(gè)天線端口，端口 O、端口 1、……端口 M-1。具體的，在需要的覆蓋區(qū)域內(nèi)，配置有N個(gè)天線組，每個(gè)天線組內(nèi)有若干根天線。M個(gè)天線端口中的每一個(gè)都包含來(lái)自該N個(gè)天線組中的每一組的至少一根天線。N個(gè)天線組相互之間是地理分離的，例如天線組之間的相互距離大于10個(gè)電磁波波長(zhǎng)；而同一天線組內(nèi)的天線則是地理上相對(duì)集中定位的，例如每組中天線間的距離大于等于0.5個(gè)電磁波長(zhǎng)且小于等于10個(gè)電磁波波長(zhǎng)。簡(jiǎn)言之，天線組之間的距離遠(yuǎn)大于每組內(nèi)天線端口之間的距離。例如在一實(shí)施例中，每一個(gè)天線組內(nèi)的天線之間的距離為0.6m(4個(gè)電磁波波長(zhǎng))，而天線組之間的距離為30m(200個(gè)電磁波波長(zhǎng))。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解具體的距離可依不同的應(yīng)用環(huán)境和要求進(jìn)行調(diào)整。在本實(shí)施例中，每個(gè)天線端口配置為只需要來(lái)自各天線組的一 根天線。在其它實(shí)施例中，每個(gè)天線端口也可包含來(lái)自各天線組的兩根或更多根天線。每個(gè)天線端口的天線數(shù)可不同，例如端口 I具有N根天線，其中各天線組中有一根是分配給該天線端口 ；而端口 2可具有2N根天線，其中各天線組中有兩根是分配給該天線端口。不同天線組內(nèi)的屬于同一天線端口的天線由基站連接，向用戶設(shè)備發(fā)送相同的信號(hào)。如此，各天線端口組的天線基本是均勻配置的，有效解決了功率不平衡的問(wèn)題。
[0028]圖4是根 據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的分布式天線的配置方法，其可配置得到圖3所示的分布式天線。
[0029]如圖4所示，在步驟40中，確定N，N≥2個(gè)天線組。該N個(gè)天線組是相互地理分離的，且每一個(gè)天線組包含若干根地理上相對(duì)集中定位的天線。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所謂地理分離是指天線組之間的相互距離大于10個(gè)電磁波波長(zhǎng)(電磁波波長(zhǎng)由載波頻率確定，下同)，所謂地理上相對(duì)集中定位是指天線組中每一者中的天線距離大于等于0.5個(gè)電磁波長(zhǎng)且小于等于10個(gè)電磁波波長(zhǎng)。
[0030]在步驟42中，確定M個(gè)天線端口。確定天線端口的數(shù)量M可由網(wǎng)絡(luò)側(cè)，如基站或控制器，根據(jù)實(shí)際環(huán)境和應(yīng)用確定。
[0031 ] 接著在步驟44中，為M個(gè)天線端口中的每一個(gè)分配天線，所分配的天線是分別來(lái)自N個(gè)天線組中的每一組的至少一根天線。譬如，每個(gè)天線端口配置為包含來(lái)自各天線組的一根或兩根天線。且如上所述，每個(gè)天線端口的天線數(shù)可不同。由于具有相同的天線端口，該來(lái)自不同天線組的N根天線連接至同一基站，從而可發(fā)送相同的信號(hào)至用戶設(shè)備。
[0032]相較于其它的分布式天線及其配置方法，本發(fā)明解決了分布式天線系統(tǒng)中的功率不平衡問(wèn)題，相應(yīng)的可大幅度提高吞吐量。此外，本發(fā)明還具有很高的擴(kuò)展靈活性，可根據(jù)需要輕松提高可覆蓋的服務(wù)區(qū)域。在LTE/LTE-A的場(chǎng)景4中，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)尤為明顯。
[0033]圖5是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的分布式天線的配置示意圖，其應(yīng)用于室內(nèi)場(chǎng)景中。如圖5所示，兩地理分割的天線組、兩個(gè)天線端口沿室內(nèi)長(zhǎng)廊布置。每個(gè)天線組具有兩根地理上相對(duì)集中定位的天線，其中一根分配給天線端口 0，而另一根分配給天線端口 I。換言之，每個(gè)天線端口具有來(lái)自地理分隔的兩根天線。
[0034]圖6所示是應(yīng)用圖5中分布式天線的無(wú)線通信系統(tǒng)50的結(jié)構(gòu)示意圖。屬于同一天線端口，如天線端口 O或天線端口 I的來(lái)自不同天線組的兩根天線連接至同一基站52,從而可發(fā)送相同的信號(hào)至用戶設(shè)備54。
[0035]圖7是圖5中相同場(chǎng)景的分布式天線采用IAPD配置時(shí)的示意圖。以下通過(guò)對(duì)圖5和圖7中的不同分布式天線配置在系統(tǒng)層性能上仿真，進(jìn)一步凸顯本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。仿真的參數(shù)與建模設(shè)定如表1所示，圖8是兩種配置下用戶設(shè)備沿行進(jìn)方向在不同位置時(shí)的接收信號(hào)強(qiáng)度變化的仿真結(jié)果，圖9是IAPD配置時(shí)不同位置的吞吐量的仿真結(jié)果，而圖10則是GAPD配置時(shí)不同位置的吞吐量的仿真結(jié)果。由上述仿真結(jié)果可清楚的看到本發(fā)明相較于IAPD很好的解決了功率不平衡的問(wèn)題，并大幅度的提高了系統(tǒng)的吞吐量。
[0036]表1仿真參數(shù)與建模設(shè)定
[0037]
【權(quán)利要求】
1.一種分布式天線，包含: N個(gè)天線組，N > 2 ;所述N個(gè)天線組是相互地理分離的，且所述N個(gè)天線組中的每一組包含若干根地理上相對(duì)集中定位的天線；和 M個(gè)天線端口，M≥I ;所述M個(gè)天線端口中的每一個(gè)包含來(lái)自該N個(gè)天線組中的每一組的至少一根天線。
2.如權(quán)利要求1所述的分布式天線，其中所述天線組之間的相互距離大于10個(gè)電磁波波長(zhǎng)，所述天線組中每一者中的天線距離大于等于0.5個(gè)電磁波長(zhǎng)且小于等于10個(gè)電磁波波長(zhǎng)。
3.如權(quán)利要求1所述的分布式天線，其中屬于同一天線端口的天線連接于同一基站以發(fā)送相同的信號(hào)。
4.一種方法，配置分布式天線；該方法包含: 確定N個(gè)天線組，NS 2 ;其中所述N個(gè)天線組是相互地理分離的，且所述N個(gè)天線組中的每一者包含若干根地理上相對(duì)集中定位的天線； 確定M個(gè)天線端口 ；及 為所述M個(gè)天線端口中的每一個(gè)分配天線，所分配的天線是分別來(lái)自所述N個(gè)天線組中的每一組的至少一根天線。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述天線端口的數(shù)量M是由網(wǎng)絡(luò)側(cè)確定的。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述天線組之間的相互距離大于10個(gè)電磁波波長(zhǎng)，所述天線組中每一者中的天線距離大于等于0.5個(gè)電磁波長(zhǎng)且小于等于10個(gè)電磁波波長(zhǎng)。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其進(jìn)一步包含將屬于同一天線端口的天線連接于同一基站以發(fā)送相同的信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H04B7/04GK103684551SQ201210319739
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月31日
【發(fā)明者】佘鋒, 楊紅衛(wèi), 李棟 申請(qǐng)人:上海貝爾股份有限公司