多天线系统功率分配及波束赋形方法、基站及多天线系统技术方案

本发明专利技术适用于通信领域，提供了多天线系统功率分配及波束赋形方法、基站及多天线系统，所述系统包括多排天线组，每排所述天线组包括多个子阵元，所述方法包括：基站获取发射功率指示消息，所述发射功率指示消息包括邻基站的强干扰指示或者UE分布关键参数；所述基站根据所述发射功率指示消息分别为每排所述天线组分配不同的发射功率。本发明专利技术基于具备多个仰角方向及水平夹角方向的多天线系统实现，当位于基站信号范围内不同位置的用户信号需求不一致时，通过为多天线系统中不同仰角方向或不同水平夹角方向的天线分别进行功率分配，以使不同位置的用户获取到不同强度的信号能量，实现不同位置上天线信号的差异性覆盖，优化了基站的信号覆盖效果。

【技术实现步骤摘要】
多天线系统功率分配及波束赋形方法、基站及多天线系统
本专利技术属于通信领域，尤其涉及多天线系统功率分配及波束赋形（Beamforming，BF）方法、基站及多天线系统。
技术介绍
在多入多出（Multiple-InputandMultiple-Ouput，MIMO）系统中，为了进一步提高单小区的系统容量，面状天线或者三维天线阵列技术被提出，分别在不同的应用场景下为基站用户发射信号。在基站的多天线系统中，用户在基站下的分布并非均匀分布，且其分布具有时变性。以图1所示的应用场景为例，在某个时刻，更多的用户可能集中在区域1内，此时需要使更多的天线信号能量朝向区域1；在另一时刻，更多的用户可能集中在区域2内，此时则需要使更多的天线信号能量朝向区域2，因此，多天线系统需要实现多自由度的信号差异性覆盖。在上述提及的两种天线阵列技术中，面状天线阵列技术通常应用于射频信号的波长非常短的场景下，例如60GHz毫米波长无线通信技术，其天线阵列中的每个天线子阵元具有全向等方向的方向图，实现的是一对一的目标波束对准，没有更多的自由度以同时对着多个目标。当基站使用三维天线阵列技术时，工程上通常会将三维天线阵列做成具有一定仰角的水平全向或者定向天线，当天线的仰角方向超过一定角度后信号会有急剧的衰减，以避免天线会对天顶方向或者远处仰角方向上的同频或者邻频系统造成强干扰。因此，在部分仰角方向上，三维天线阵列的信号能量受限，也无法实现多自由度的信号差异性覆盖。因此，综上所述，当基站信号范围内处于不同位置的用户信号需求不同时，现有的面状天线及三维天线阵列技术均无法实现多自由度的信号差异性覆盖。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种多天线系统功率分配方法，旨在解决现有的面状天线及三维天线阵列技术均无法实现多自由度的信号差异性覆盖的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种多天线系统功率分配方法，所述系统包括多排天线组，每排所述天线组包括多个子阵元，所述方法包括：基站获取发射功率指示消息，所述发射功率指示消息包括邻基站的强干扰指示或者用户设备UE分布关键参数；所述基站根据所述发射功率指示消息分别为每排所述天线组分配不同的发射功率。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种基站，所述基站包括多天线系统，所述系统包括多排天线组，每排所述天线组包括多个等间隔的子阵元，还包括：发射功率指示消息获取单元，用于所述基站获取发射功率指示消息，所述发射功率指示消息包括邻基站的强干扰指示或者用户设备UE分布关键参数；发射功率分配单元，用于所述基站根据所述发射功率指示消息分别为每排所述天线组分配不同的发射功率。本专利技术实施例基于具备多个仰角方向或者多个水平夹角方向的多天线系统实现，当位于基站信号范围内不同位置的用户信号需求不一致时，通过为多天线系统中不同仰角方向或者不同水平夹角方向的天线分别进行功率分配，以使不同位置的用户获取到不同强度的信号能量，实现不同位置上天线信号的差异性覆盖，优化了基站的信号覆盖效果。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种多天线系统波束赋形方法，所述系统包括多排天线组，每排所述天线组包括多个子阵元，所述方法包括：所述基站获取每排所述天线组内各个子阵元波束范围内的每个用户设备UE的信道特征；所述基站根据获取到的信道特征，分别为每排天线组进行预编码。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种基站，所述基站包括多天线系统，所述系统包括多排天线组，每排所述天线组包括多个子阵元，还包括：信道特征获取单元，用于所述基站获取每排所述天线组内各个子阵元波束范围内的每个用户设备UE的信道特征；预编码单元，用于所述基站根据获取到的信道特征，分别为每排天线组进行预编码。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种多仰角天线系统，包括:多排天线组，每排所述天线组包括多个子阵元。在本实施例中，根据每个子阵元波束范围内的每个UE的信道特征，基站即可以获知每排天线组波束范围内的UE对信号的指向性要求，从而根据获取到的信道特征来分别为每排天线组进行相互独立的预编码，从而对不同天线组分别进行波束赋形，以实现多天线系统多自由度的信号指向能力，优化了基站的信号覆盖效果。附图说明图1是现有技术提供的基站下用户的分布情况图；图2是本专利技术实施例提供的多天线系统实现示例一的结构图；图3是本专利技术实施例提供的多天线系统实现示例二的结构图；图4是本专利技术实施例提供的多天线系统功率分配方法的实现流程图；图5是本专利技术实施例提供的多天线系统功率分配方法步骤S402的实现流程图；图6是是本专利技术另一实施例提供的多天线系统功率分配方法步骤S402的实现流程图；图7是是本专利技术实施例提供的多天线系统功率分配方法步骤S602的实现流程图；图8是本专利技术实施例提供的多天线系统功率分配方法步骤S402之后的实现流程图；图9是本专利技术实施例提供的多天线系统功率分配方法步骤S404的实现流程图；图10是本专利技术实施例提供的运行多天线系统功率分配方法的基站的结构框图；图11是本专利技术实施例提供的多天线系统波束赋形方法的实现流程图；图12是本专利技术实施例提供的运行多天线系统波束赋形方法的基站的结构框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例基于具备多个仰角方向及水平夹角方向的多天线系统实现，当位于基站信号范围内不同位置的用户信号需求不一致时，通过为多天线系统中不同仰角方向或不同水平夹角方向的天线分别进行功率分配，以使不同位置的用户获取到不同强度的信号能量，实现不同位置上天线信号的差异性覆盖，优化了基站的信号覆盖效果。首先，对本专利技术实施例提供的多天线系统功率分配方法所基于的多天线系统的结构进行阐述：该多天线系统位于基站侧，包括多排天线组，每排所述天线组包括多个子阵元。其中，多排天线组之间可以呈上下排列分布或者水平排列分布，每两排天线组之间的间隔可以相同，也可以不同。需要说明的是，在工程实施上，对于多天线系统，出于预编码的需要，会尽可能地为每排天线组中的子阵元配置相同的仰角方向（水平夹角方向）、天线方向图及仰角角度，且每排天线组中的子阵元尽可能相互等间隔地分布。为了进一步说明，以下结合实现示例来对上述多天线系统做详细阐述：图2示出了本专利技术实施例提供的多天线系统实现示例一的结构图，如图2所示，a1、a2、b1、b2、c1、c2均为多天线系统中的子阵元，其中，a1和a2组成天线组A，b1和b2组成天线组B，c1和c2组成天线组C。在该多天线系统中，每个子阵元之间的空间间隔相等，而每排天线组之间的空间间隔不等，每排天线组之间的仰角方向、水平夹角方向和天线方向图也互不相同，其对应的天线信号分别指向不同的区域。图3示出了本专利技术实施例提供的多天线系统实现示例二的结构图，在图3所示的天线阵列中，有A、B、C和D四排天线组，每排天线组均有四个子阵元，所有子阵元呈均匀分布排列。在工程上，图3所示的天线阵列可以做成一个大的面状天线结构。以上只列举了本专利技术实施例提供的多天线系统的两种实现示例，实际应用中可根据工程需要来具体实现，在此不作限定。而对于不同天线组的天线方向图，在本实施例中，可以通过调整天线的物理指向方向来实现，也本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多天线系统功率分配方法，其特征在于，所述系统包括多排天线组，每排所述天线组包括多个子阵元，所述方法包括：基站获取发射功率指示消息，所述发射功率指示消息包括邻基站的强干扰指示或者用户设备UE分布关键参数；所述基站根据所述发射功率指示消息分别为每排所述天线组分配不同的发射功率。

【技术特征摘要】
1.一种多天线系统功率分配方法，其特征在于，所述系统包括多排天线组，每排所述天线组包括多个子阵元，所述方法包括：基站获取发射功率指示消息，所述发射功率指示消息包括邻基站的强干扰指示或者用户设备UE分布关键参数；所述基站根据所述发射功率指示消息分别为每排所述天线组分配不同的发射功率，每个子阵元所分配到的发射功率之和不能超过所述多天线系统的最大发射功率：根据邻基站强干扰指示来降低对邻基站产生干扰的至少一排所述天线组的功率；或者，根据每排所述天线组的UE分布关键参数，按照预设规则来获取每排所述天线组所需要的发射功率。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发射功率指示消息包括所述邻基站的强干扰指示，所述基站根据所述发射功率指示消息分别为每排所述天线组分配不同的发射功率包括：所述基站接收邻基站的强干扰指示，所述强干扰指示用于指示至少一排所述天线组对所述邻基站产生了强干扰；所述基站将产生了强干扰的所述天线组的发射功率减少至对所述邻基站不产生强干扰的范围内。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发射功率指示消息包括UE分布关键参数，所述基站根据所述发射功率指示消息分别为每排所述天线组分配不同的发射功率包括：所述基站根据每排所述天线组的UE分布关键参数，按照预设规则获取每排所述天线组所需要的发射功率；所述基站根据每排所述天线组所需要的发射功率进行发射功率分配。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述UE分布关键参数包括天线组波束范围内的UE的总数量、总吞吐量或者每个UE的服务质量QoS中的至少一项。5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述基站根据每排所述天线组所需要的发射功率进行发射功率分配包括：所述基站为每排所述天线组分配其所需要的发射功率。6.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述基站根据每排所述天线组所需要的发射功率进行发射功率分配包括：当一排或者多排所述天线组所需要的发射功率增加时，所述基站减少一排或者多排其他所述天线组的发射功率；所述基站将减少的发射功率全部或者部分地分配给需要增加发射功率的所述天线组。7.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述基站根据每排所述天线组的UE分布关键参数，按照预设规则获取每排所述天线组所需要的发射功率之前，还包括：所述基站检测每排所述天线组的UE分布关键参数相比上一次发射功率分配时的变化是否超过了预设阈值；当任一所述天线组的任一UE分布关键参数相比上一次发射功率分配时的变化超过预设阈值，所述基站根据每排所述天线组的UE分布关键参数，按照预设规则获取每排所述天线组所需要的发射功率。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：所述基站检测发射功率的分配结果相比上一次发射功率的分配结果是否产生变化；当所述基站检测发射功率的分配结果相比上一次发射功率的分配结果产生了变化，所述基站重新分配时频资源。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基站重新分配时频资源包括：所述基站根据上一次分配的发射功率下每排所述天线组波束范围内的UE的第一信道质量指示符CQI值，获取每排所述天线组波束范围内的UE的第一信号与干扰加噪声比SINR值；所述基站根据所述第一SINR值获取当前发射功率下每排所述天线组波束范围内的UE的第二SINR值；所述基站根据所述第二SINR值获取当前发射功率下每排所述天线组波束范围内的UE的第二CQI值；所述基站根据所述第二CQI值重新分配时频资源。10.一种基站，其特征在于，所述基站包括多天线系统，所述系统包括多排天线组，每排所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：武雨春，刘培，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
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