一种天线选择方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种天线选择方法及装置，其中，该方法包括：接收终端发送的接入请求；根据所述接入请求估计所述接入请求所对应的小区中的当前用户数K；获取所述小区中可支持的最大用户数Ksupport；比较所述当前用户数K与所述可支持的最大用户数Ksupport之间的大小关系，得到比较结果；根据所述比较结果选择需要开启的天线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信系统中网络配置技术，尤其涉及一种天线选择方法及装置。
技术介绍
现有的移动通信系统受到频谱资源和能耗的双重约束，换句话说，对于高频谱效率需求的现有通信系统及其运营模式，对能量的开销也非常巨大，未来通信系统需要从频谱效率(SE)和能量效率(EE)这两个角度进行优化设计，特别是从能量效率的角度，即实现系统能量效率的最大化。关于多天线多入多出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)技术的能量效率问题，早期的研究仍然关注无线传感器网络应用，旨在解决MIMO系统的频谱效率与能量效率的矛盾。随着电子器件和系统集成技术的进步，在基站端使用大规模的天线阵列已完全成为可能，相应地大规模天线系统(即Large-Scale Antenna Systems，LSAS，又被称为大规模MIMO技术)也就应运而生。相比于天线规模较小的传统MIMO技术，大规模MIMO技术对空域的利用更加充分，大规模MIMO技术可以在不增加新的基站站址和频谱资源的情况下，极大地提升网络容量和系统的能量效率。由于这些显著的优势，大规模MIMO技术已经受到业界和学术界的广泛关注，并被看作是实现未来高能效绿色宽带移动通信系统的关键技术之一。系统能效定义为各态历经容量与系统总功耗的比值，因此容量与总功耗的大小都会影响系统能效。对于大规模MIMO技术而言，并不是天线数越多所获得的系统能效就越大，这是因为随着天线增多，系统总功耗呈线性增长趋势，而天线增加所带来的容量的提升并不能补偿总功耗增加对能效的影响。因此，
对于能效优化而言，基站天线的配置是及其重要的。现有技术方案主要是从频谱效率的角度进行天线的选择，也就是让总的数据传输速率达到最大来确定发射和接收天线的配置。具体的天线选择方法主要分为以下几种：1)对估计得到的信道矩阵进行QR分解，得到酉矩阵Q和上三角矩阵R，然后，按照使上三角矩阵R的最小对角元素值最大的方式选择发送天线，即的方式选择发送天线，其中，arg maxt g(t)表示求使函数g(t)取得最大时参数t的值，min表示求最小值运算，R11…Rkk表示上三角矩阵R的对角元素，表示小区l中的基站(简称基站l)到小区b中各用户的信道矩阵，而表示基站l到小区b中第k个用户的信道矢量；2)直接对估计得到的各天线的信道矢量进行排序，选出一组信道质量估计最好的天线进行发射；3)利用相关矩阵产生特征值，根据特征值进行最优天线选择；4)选择使总数据传输速率达到最大的天线组合。现有技术中提供的天线选择方法中有些方法虽然能够有效地提升系统吞吐量，但是很有可能造成过多的能量消耗，导致系统能效过低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例为解决现有技术中存在的至少一个问题而提供一种天线选择方法及装置，在保证系统吞吐量的同时能够提升系统能效。本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：第一方面，本专利技术实施例提供一种天线选择方法，所述方法包括：接收终端发送的接入请求；根据所述接入请求估计所述接入请求所对应的小区中的当前用户数K；获取所述小区中可支持的最大用户数Ksupport；比较所述当前用户数K与所述可支持的最大用户数Ksupport之间的大小关系，得到比较结果；根据所述比较结果选择需要开启的天线。第二方面，本专利技术实施例提供一种天线选择装置，所述装置包括接收单元、
估计单元、获取单元、比较单元和选择单元，其中：所述接收单元，用于接收终端发送的接入请求；所述比较单元，用于根据所述接入请求估计所述接入请求所对应的小区中的当前用户数K；所述获取单元，用于获取所述小区中可支持的最大用户数Ksupport；所述比较单元，用于比较所述当前用户数K与所述可支持的最大用户数Ksupport之间的大小关系，得到比较结果；所述选择单元，用于根据所述比较结果选择需要开启的天线。本专利技术实施例提供的天线选择方法及装置，其中，接收终端发送的接入请求；根据所述接入请求估计所述接入请求所对应的小区中的当前用户数K；获取所述小区中可支持的最大用户数Ksupport；比较所述当前用户数K与所述可支持的最大用户数Ksupport之间的大小关系，得到比较结果；根据所述比较结果选择需要开启的天线，如此，在保证系统吞吐量的同时能够提升系统能效。附图说明图1为本专利技术实施例一天线选择方法的实现流程示意图；图2为本专利技术实施例二的框架结构示意图；图3-1为本专利技术实施例三在实现时可采用的功能模块的示意图；图3-2为本专利技术实施例三中映射表生成流程的示意图；图3-3为本专利技术实施例三中天线选择流程的示意图；图4为本专利技术实施例四天线选择装置的组成结构示意图；图5-1是采用本专利技术选择需要开启的天线与采用现有技术开启所有基站天线时的能效的比较示意图；图5-2是具体场景中得到的不同用户数与基站天线数对应的能效曲面图；图5-3是根据聚焦搜索算法得到的用户数与最优天线数的映射关系图。具体实施方式在大规模MIMO通信系统中，基站天线一般为几十根至几百根，为保证用户的服务质量，所有的天线都一直处于工作状态，这会产生一定的电路功耗，随着天线数目的增加，电路功耗呈现线性增长的趋势。当小区内用户数较少时，要保证用户的服务质量并不需要所有天线都处于工作状态，相反地，过多的天线会造成电路功耗的增加，从而使得系统能效减小。因此，在本专利技术以下实施例提供的技术方案，根据小区内用户的数目选择性的开启某些天线，以达到提高系统能效的目的，具体地，以最大化能效为前提，根据用户数目和各天线的信道条件确定基站应开启的天线集合。下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案进一步详细阐述。实施例一本专利技术实施例一提供一种天线选择方法，该方法应用于基站，该方法所实现的功能可以通过基站中的处理器调用程序代码来实现，当然程序代码可以保存在计算机存储介质中。需要说明的是，该基站除了包括处理器和存储介质外，还包括开关部件如射频链路开关以及天线。图1为本专利技术实施例一天线选择方法的实现流程示意图，如图1所示，该方法包括：步骤101，接收终端发送的接入请求；这里，基站接收到接入请求后，根据接入请求可以确定该终端所属的小区。步骤102，根据所述接入请求估计所述接入请求所对应的小区中的当前用户数K；步骤103，获取所述小区中可支持的最大用户数Ksupport；步骤104，比较所述当前用户数K与所述可支持的最大用户数Ksupport之间的大小关系，得到比较结果；步骤105，根据所述比较结果选择需要开启的天线。本专利技术实施例中，步骤105，所述根据所述比较结果选择需要开启的天线，
包括：步骤1051，当所述比较结果表明当前用户数K≤可支持的最大用户数Ksupport时，根据当前用户数K所对应的K个用户查找用户数与天线数之间的映射表，得到当前用户数K对应的天线数；步骤1052，根据所述当前用户数K对应的天线数中各天线的信道条件选择需要开启的天线；步骤1053，当所述比较结果表明当前用户数K＞可支持的最大用户数Ksupport时，选择信道条件满足预设条件的前Ksupport个用户进行调度；步骤1054，选择基站中所有的天线作为所述前Ksupport个用户所需要开启的天线。本专利技术实施例中，步骤103，所述获取可支持的最大用户数Ksup本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线选择方法，其特征在于，所述方法包括：接收终端发送的接入请求；根据所述接入请求估计所述接入请求所对应的小区中的当前用户数K；获取所述小区中可支持的最大用户数Ksupport；比较所述当前用户数K与所述可支持的最大用户数Ksupport之间的大小关系，得到比较结果；根据所述比较结果选择需要开启的天线。

【技术特征摘要】
1.一种天线选择方法，其特征在于，所述方法包括：接收终端发送的接入请求；根据所述接入请求估计所述接入请求所对应的小区中的当前用户数K；获取所述小区中可支持的最大用户数Ksupport；比较所述当前用户数K与所述可支持的最大用户数Ksupport之间的大小关系，得到比较结果；根据所述比较结果选择需要开启的天线。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述比较结果选择需要开启的天线，包括：当所述比较结果表明当前用户数K≤可支持的最大用户数Ksupport时，根据当前用户数K所对应的K个用户查找用户数与天线数之间的映射表，得到当前用户数K对应的天线数；根据所述当前用户数K对应的天线数中各天线的信道条件选择需要开启的天线。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述比较结果选择需要开启的天线，包括：当所述比较结果表明当前用户数K＞可支持的最大用户数Ksupport时，选择信道条件满足预设条件的前Ksupport个用户进行调度；选择基站中所有的天线作为所述前Ksupport个用户所需要开启的天线。4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述获取可支持的最大用户数Ksupport，包括：利用基站的功耗参数计算系统总功耗，根据所述系统总功耗计算系统能效，然后利用所述系统能效通过聚焦搜索算法确定用户数与天线数之间的映射表，所述用户数与天线数之间的映射表为不同用户数与天线数之间的映射表；根据所述映射表和获取到的天线总数Nt确定可支持的最大用户数Ksupport。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用基站的功耗参数计算系统总功耗，根据所述系统总功耗计算系统能效，然后利用所述系统能效通过聚焦搜索算法确定用户数与天线数之间的映射表，包括：获取当前用户数K、基站的天线总数Nt、最大搜索用户数Kmax、用户数搜索步长sK和天线数搜索步长判断当前用户数K与最大搜索用户数Kmax之间的大小关系；若当前用户数K＞最大搜索用户数Kmax时，将预设的用户数与天线数之间的映射表输出；若当前用户数K≤最大搜索用户数Kmax时，进行天线数搜索，根据基站的功耗参数计算所述系统总功耗，根据所述系统总功耗确定当前用户数K所对应的系统能效；判断所述当前用户数K所对应的系统能效是否第一次小于上一次迭代所得到的系统能效，是时，令按天线数搜索步长更改天线数并进行下一次迭代搜索；否则，按初始天线数搜索步长更改天线数，并进行下一次迭代搜索；判断所述当前用户数K所对应的系统能效是否第二次小于上一次迭代所得的系统能效，否时，令按天线数搜索步长更改天线数并进行下一次迭代搜索；是时，上一次迭代的天线数即为当前用户数K对应的天线数，将所述上一次迭代的天线数记录到映射表中，然后，按用户数搜索步长sK更改当前用户数K，以搜索与更改后的当前用户数K对应的天线数，将天线数记录到映射表中并输出映射表。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述映射表和获取到的天线总数Nt确定可支持的最大用户数Ksupport，包括：根据所述映射表确定天线数与用户数的配置比；根据所述天线数与用户数的配置比和基站的天线总数Nt计算可支持的最大用户数Ksupport。7.一种天线选择装置，其特征在于，所述装置包括接收单元、估计单元、获取单元、比较单元和选择单元，其中：所述接收单元，用于接收终端发送的接入请求；所述比较单元，用于根据所述接入...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志昆，陈亚迷，何金薇，易芝玲，范建存，宁悦，邓建国，
申请(专利权)人：中国移动通信集团公司，
类型：发明
国别省市：北京;11