[发明专利]基于智能天线系统的新型波束赋形实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体是一种基于智能天线系统(AAS，Active Antenna System)的新型波束赋形的实现方法。

背景技术

AAS是指配备有特殊天线阵列系统的基站，该天线阵列能够实现动态调整辐射模式。AAS与传统天线最大的区别在于天线阵列与收发模块的交互方式，图1给出了AAS基站的抽象逻辑表示。

如图1所示，AAS主要包括三个功能模块，分别是收发单元阵列(TRXUA，Transceiver Unit Array)、射频分配网络(RDN，Radio Distribution Network)以及无源天线阵列(Antenna Array)。以BS发射信号为例，TRXUA接收BS的基带信号，输出射频信号到RDN，RDN将各路射频信号按照特定的规则映射到无源天线阵列，该映射规则可以是一对一的，也可以是一对多的。TRXUA输出的每一路射频信号对应一个天线端口(Antenna Port)，而每一个天线端口可以包含一到多个无源天线元(Passive Antenna Element)，这些天线元可以是同向天线、极化天线，也可以是空间分布天线(DAS，Distributed Antenna System)，它们既可以排布成一列，也可以排布成一个面阵列。

随着AAS技术的成熟，部署有AAS的基站可以实现对天线波束的水平、竖直维度的控制；对波束竖直维度的控制为小区覆盖优化提供了一个额外的自由度，利用该自由度，通过动态调整波束下倾角，可以实现竖直维小区波束赋形、用户波束赋形等新型应用部署；从而有效地降低小区间干扰(ICI，Inter-Cell Interference)，改善用户侧的信干噪比(SINR，Signal to Interference and Noise Ratio)性能，最终实现提升系统容量、改善系统覆盖率的目的。

然而，在执行上述波束赋形的时候，天线下倾角的选择和用户的选择相互耦合，具体地，在确定下倾角时，需要依据被选择用户的位置信息；而在选择用户时，每个用户的度量表达式(如SINR)会含有下倾角。这种交叉耦合为系统决策带来极大的困难，本发明旨在解决这一问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于解决上述下倾角和用户选择的耦合问题，提供一种基于智能天线系统的新型波束赋形实现方法。本发明将确定波束下倾角的过程分为切换波束赋形和用户波束赋形两步：首先，根据下倾角的不同，每个扇区事先被划分为距离基站不同的服务区域，网络中的多个扇区按照相同的规则进行服务区域划分；在基站侧执行切换波束赋形时，多个扇区之间协作，以降低小区间干扰为导向，决定各自的服务区域及对应的下倾角，在该过程中不考虑用户选择的问题。然后，针对每个扇区，在确定其服务区域后，基站从其服务区域中选择用户进行服务，执行用户波束赋形操作，实现下倾角的进一步调整。通过上述两步，即可实现下倾角选择和用户选择的解耦，无需后台开销，以极低的复杂度实现多小区协作降低干扰的目的。

具体地，本发明是通过以下技术方案实现的，如图2所示，本发明包括以下步骤：

步骤一，对应不同的天线下倾角，将每个扇区划分为距离基站不同的服务区域。

步骤二，各个扇区通过轮换的方式确定自己的激活服务区域，其它小区完全按照相同的规则确认其对应扇区的激活服务区域。

步骤三，各个扇区通过特定的调度方法，从其激活服务区域中选取服务用户。

步骤四，针对步骤三中被选取的用户，按照特定传输模式进行数据传输。

优选地，在步骤一中，考虑到用户一般满足均匀分布，而步骤二的对称轮换方式导致每个区域的激活概率相等，因而，建议按照等面积准则进行服务区域划分，且网络中的多个扇区按照相同的规则进行服务区域划分。

在步骤二中，对某一个扇区来说，它的各个服务区域是轮询式被服务的，轮换的周期为T_long；对同一基站选址的三个扇区来说，它们的初始服务区域应该是两两正交的；对不同的基站选址，其扇区的轮询规则及初始服务区域应当与其他基站选址彼此一致。

在步骤三中，对场景下的每一个扇区，在确定其激活服务区域后，根据用户的位置，对处于其激活服务区域中的用户进行调度。根据传输模式的不同，在某一特定的时频资源块(RB，Resource Block)上，基站可以只调度一个用户，也可以调度多个用户。