有源天線工作模式的自適應控制裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及移動通信領域，特別涉及一種有源天線工作模式的自適應控制裝置和方法。
【背景技術】
[0002]在移動通信領域，有源天線技術是研究的一個熱點問題。有源天線技術是在每個天線振子后面都集成一套信號處理系統(tǒng)，實現(xiàn)振子級的信號處理與控制技術。通過振子級的信號處理與控制技術實現(xiàn)輻射波束的靈活控制。
[0003]現(xiàn)有的有源天線技術方案需要將每個天線振子都與系統(tǒng)的基帶處理單元連接，隨著天線振子數(shù)量的增加，基帶與有源天線之間的連接就變得異常龐大而復雜，基帶與有源天線之間的交互信令比較復雜，并且穩(wěn)定性和可靠性比較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實施例所要解決的一個技術問題是:解決目前的有源天線技術存在的基帶與數(shù)字中頻之間的交互信令比較復雜，并且穩(wěn)定性和可靠性比較差的問題。
[0005]根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面，提出一種有源天線工作模式的自適應控制裝置，包括:自適應控制模塊，用于根據(jù)基站與終端之間的獨立傳輸路徑信息，選擇天線工作模式；數(shù)字中頻模塊，用于根據(jù)自適應控制模塊選擇的天線工作模式進行信號分配，建立信號與天線振子的映射，并通過調(diào)整天線振子中信號幅度和相位，將用戶在所述天線工作模式下的各個波束的下傾角調(diào)整為若干預置離散下傾角中的其中一個下傾角。
[0006]在一個實施例中，自適應控制模塊，具體用于:
[0007]當獨立傳輸路徑數(shù)量大于或等于4路，選擇4 X 4MIM0天線工作模式；
[0008]或者，當獨立傳輸路徑數(shù)量小于4路，選擇2X 2MIM0天線工作模式。
[0009]在一個實施例中，4Χ4ΜΠ?)天線工作模式通過以下方式實現(xiàn):設置上下垂直的兩組天線振子，每組天線振子形成下傾角相同的兩個極化方向的波束。例如，+45°和一 45°極化方向的波束。
[0010]在一個實施例中，自適應控制模塊，還用于通過信道估計確定基站與終端之間的獨立傳輸路徑信息。
[0011]根據(jù)本發(fā)明實施例的再一方面，提出一種有源天線工作模式的自適應控制方法，包括:根據(jù)基站與終端之間的獨立傳輸路徑信息，選擇天線工作模式；在數(shù)字中頻部件中，根據(jù)選擇的天線工作模式進行信號分配，建立信號與天線振子的映射，并通過調(diào)整天線振子中信號幅度和相位，將用戶在所述天線工作模式下的各個波束的下傾角調(diào)整為若干預置離散下傾角中的其中一個下傾角。
[0012]在一個實施例中，根據(jù)基站與終端之間的獨立傳輸路徑信息，選擇天線工作模式包括:
[0013]當獨立傳輸路徑數(shù)量大于或等于4路，選擇4 X 4ΜΙΜ0天線工作模式；
[0014]或者，當獨立傳輸路徑數(shù)量小于4路，選擇2X 2MIM0天線工作模式。
[0015]在一個實施例中，4Χ4ΜΠ?)天線工作模式通過以下方式實現(xiàn):設置上下垂直的兩組天線振子，每組天線振子形成下傾角相同的兩個極化方向的波束。例如，+45°和一 45°極化方向的波束。
[0016]在一個實施例中，有源天線工作模式的自適應控制方法還包括:通過信道估計確定基站與終端之間的獨立傳輸路徑信息。
[0017]本發(fā)明實施例根據(jù)基站與終端之間的獨立傳輸路徑信息選擇天線工作模式，使得基站可以根據(jù)信道環(huán)境自適應的選擇合適的天線工作模式，提升系統(tǒng)的覆蓋性能和容量；同時，在數(shù)字中頻部分，根據(jù)天線工作模式進行信號分配，建立信號與天線振子的映射，并集成幅相控制功能，實現(xiàn)若干固定下傾角的設置，實現(xiàn)下傾角的非連續(xù)改變，可以簡化基帶與數(shù)字中頻之間的控制信令，更穩(wěn)定和可靠地保證波束之間的空間隔離。
[0018]通過以下參照附圖對本發(fā)明的示例性實施例的詳細描述，本發(fā)明的其它特征及其優(yōu)點將會變得清楚。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1示出本發(fā)明有源天線工作模式的自適應控制裝置一個實施例的結構示意圖。
[0021]圖2示出本發(fā)明2X 2ΜΙΜ0天線工作模式的結構示意圖。
[0022]圖3示出本發(fā)明4Χ4]\ΟΜΟ天線工作模式的結構示意圖。
[0023]圖4示出本發(fā)明有源天線自適應波束MHTO控制機制的示意圖。
[0024]圖5示出本發(fā)明有源天線工作模式的自適應控制方法一個實施例的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本發(fā)明及其應用或使用的任何限制?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0026]在本發(fā)明中，有源天線(Active Antenna System, AAS)將射頻拉遠單元(Rad1Remote Unit,RRU)與天線集成為一個設備,并實現(xiàn)基于不同頻率的波束獨立成形技術，即，在一個基站下的不同用戶將占用小區(qū)的不同頻率資源，不同頻率上的用戶波束通過數(shù)字中頻系統(tǒng)的幅度和相位控制來實現(xiàn)不同波束特性。具體來說，有源天線將天線振子幅相控制功能集成在有源設備的數(shù)字中頻部件中，因此可以在一副天線振子中形成多個同時存在的波束，每個波束可以分別對應一個系統(tǒng)頻率，用于不同網(wǎng)絡技術的小區(qū)覆蓋，每個波束可以獨立設置下傾角，即形成多系統(tǒng)多頻率的覆蓋系統(tǒng)。
[0027]以LTE(長期演進)系統(tǒng)為例，每個用戶占用不同0FDM(正交頻分復用)子載波，每個子載波具有不同頻率，通過本發(fā)明實施例中的集成幅相控制功能的數(shù)字中頻部件，可以控制每個用戶占用的頻率信號的幅度與相位，形成不同下傾角的波束，對用戶形成最佳覆蓋。
[0028]有源天線系統(tǒng)中的每個天線振子中所傳輸?shù)莫毩⑿盘枖?shù)量是遠遠小于天線振子數(shù)量的，一般I根18分貝雙極化天線的振子數(shù)量為20個，而實際僅僅是傳輸2路獨立信號來實現(xiàn)2 X 2 MIMO傳輸，所以為了簡化基帶與有源天線之間的接口，在本發(fā)明中，可以將2路信號與天線振子之間的匹配放在有源天線中的數(shù)字中頻部件來處理。同時，對于每個天線振子中信號的幅度和相位調(diào)整也可以放在數(shù)字中頻部件來處理，以簡化基帶部件的處理工作。簡化基帶部件與數(shù)字中頻部件之間接口也簡化了各路天線振子之間的相位校準問題，這將由數(shù)字中頻來統(tǒng)計調(diào)整，增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
[0029]根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面，提出一種有源天線工作模式的自適應控制裝置。參考圖1，本實施例的裝置包括以下功能模塊:
[0030]自適應控制模塊102，用于根據(jù)基站與終端之間的獨立傳輸路徑信息，選擇天線工作模式；其中，獨立傳輸路徑信息，即散射徑信息，能夠反映信道環(huán)境。
[0031]數(shù)字中頻模塊104，用于根據(jù)天線工作模式進行信號分配，建立信號與天線振子的映射，同時通過調(diào)整每個振子中信號的幅度和相位，將用戶在該天線工作模式下的各個波束的下傾角調(diào)整為若干預置離散下傾角中的其中一個下傾角。其中，若干預置離散下傾角例如可以是0°、5°、10°等，根據(jù)需要可以設置或改變下傾角的具體數(shù)值，此處僅是舉例說明。
[0032]其中，天線工作模式例如包括但不限于4X4]\OMO(多入多出)天線工作模式、2 X 2ΜΜ)天線工作模式。在一個實施例中，自適應控制模塊102，具體用于:
[0033]當基站與終端之間的獨立傳輸路徑數(shù)量大于或等于4路，S卩，用戶周圍無線信號散射徑比較多時，選擇4Χ4Μηω天線工作模式。
[0034]當基站與終端之間的獨立傳輸路徑數(shù)量小于4路，即，用戶周圍無線信號散射徑比較少時，此時信道條件無法滿足4Χ4Μηω系統(tǒng)的要求，可以選擇2Χ2Μηω天線工作模式。
[0035]在一個應用實例中，可以由BBU (基帶處理單元)將用戶信號發(fā)送給AAS，同時告知AAS的數(shù)字中頻模塊，該用戶信號采用4\41頂0天線工作模式或者2父21頂0天線工作模式。
[0036]在一個實施例中，自適應控制模塊102，還用于通過信道估計確定基站與終端之間的獨立傳輸路徑信息。例如，基站向終端發(fā)送信息，終端對基站發(fā)送的信息進行測量，并將測量結果(如時延擴展、相干帶寬、多普勒擴展和相干時間等)發(fā)送給基站，基站根據(jù)測量結果確定出獨立傳輸路徑信息。另外，也可以由基站對終端發(fā)送的信息進行測量，并根據(jù)測量結果確定出獨立傳輸路徑信息。
[0037]2Χ2ΜΠ?)天線工作模式例如可以采用空間隔離或雙極化隔離等技術實現(xiàn)。空間隔離一般采用水平擺放多根天線，通過水平空間位置的不同，實現(xiàn)不同天線