CN100370705C

CN100370705C - 多天线系统下行信道发射功率的配置方法

Info

Publication number: CN100370705C
Application number: CNB2004100463372A
Authority: CN
Inventors: 吴建峰
Original assignee: Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Current assignee: China Academy of Telecommunications Technology CATT; Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Priority date: 2004-06-03
Filing date: 2004-06-03
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2024-06-03
Also published as: CN1705247A

Abstract

本发明涉及多天线系统下行信道发射功率的配置方法，考虑多天线发送的功率增益和天线的实时工作状态，使配置的功率更准确和更接近实际需要。包括：对于赋形发送或全向覆盖发送的信道类型，基站在基站控制器配置的相应发射功率基础上减去一个相应的功率增量，再增加一个相应的调整量，并根据基站天线校准单元报告的对天线进行实时校准后获得的天线运行状态，按有效发射天线个数增加相应的修改量，赋形发送时的修改量按20×log₁₀(N)-20×log₁₀(M)计算，全向覆盖时的修改量按10×log₁₀(N)-10×log₁₀(M)计算，N是天线总数，M是有效天线数，将上述计算步骤后获得的值作为每个天线的发射功率。相应的调整量、功率增量都是通过仿真实测获得的。

Description

多天线系统下行信道发射功率的配置方法

技术领域

本发明涉及多天线系统中的功率配置方法，更确切地说是涉及采用多天线的无线通信系统，基站配置下行信道发射功率的方法。

背景技术

在无线通信系统中，通常由基站控制器为基站配置对终端的下行信道发射功率。

在采用多天线的无线通信系统中，基站根据下行信道的不同类型，采用如图1所示的赋形发送方式(智能天线)，或者采用如图2所示的扇区内全向覆盖发送方式进行下行信道功率发送。

图1所示的赋形发送方式中，基站20采用赋形技术发送信号，将发送信号的波束11指向终端30所在位置。图2所示的扇区内全向覆盖发送方式中，基站20在扇区21覆盖范围内全向发送信号。

在现有的采用多天线(如智能天线)的无线通信系统中，基站控制器为基站配置下行信道的发射功率，如为赋形发送的下行信道配置一种发射功率，为全向覆盖发送的下行信道配置另一种发射功率，基站直接使用基站控制器为其配置的发射功率，并将该功率作为下行信道在天线阵中每根天线的发送功率。

该配置方法存在以下缺点：首先，多天线无线通信系统在配置发射信号的功率时，由于未考虑多天线发射带来的功率增益，会导致空中传送功率大于实际需要功率，在系统中有多个用户同时工作的情况下使干扰信号增大，导致系统性能下降；其次，天线状态(如发生损坏)总是随时变化着，由于没有实时考虑有效天线数，会导致空中传送的功率与实际要求的功率不符，同样会影响系统性能。

因而出于对基站系统性能的考虑，基站控制器在配置下行信道的发射功率时必须考虑多天线发送的功率增益和基站的天线状态。但是，考虑多天线发送时，体现其功率增益的过程很复杂，而且基站控制器也无法实时得到基站的天线状态，也就不能做到实时调整所配置的基站发射功率。

发明内容

本发明的目的是提供一种多天线系统下行信道发射功率的配置方法，在配置时考虑多天线发送的功率增益和天线的实时工作状态，使配置的下行信道发射功率更为准确，更接近实际需要，且实现简单，保证系统性能。

实现本发明目的的技术方案是这样的：一种多天线系统下行信道发射功率的配置方法，其特征在于包括：

对于赋形发送的信道类型，基站获得基站控制器配置的第一发射功率，在基站控制器配置的第一发射功率基础上减去一个第一功率增量，所获得的值作为每个天线的发送功率；

对于全向覆盖发送的信道类型，基站获得基站控制器配置的第二发射功率，在基站控制器配置的第二发射功率基础上减去一个第二功率增量，所获得的值作为每个天线的发送功率；

该第一、第二发射功率是基站控制器按照单天线系统配置的信号在空中覆盖区域内的下行信道发射功率。

还包括，对于赋形发送的信道类型，在减去第一功率增量后的第一发射功率基础上增加一个第一调整量，所获得的值作为每个天线的发送功率；对于全向覆盖发送的信道类型，在减去第二功率增量后的第二发射功率基础上增加一个第二调整量，所获得的值作为每个天线的发送功率。

还包括：基站的天线校准单元，将对天线进行实时校准后获得的天线运行状态报告传送给基站的发射控制单元，供基站的发射控制单元掌握当前有效发射天线个数；对于赋形发送的信道类型，基站的发射控制单元在减去第一功率增量后的第一发射功率基础上按有效发射天线个数增加修改量，将修改后的量作为每个天线的发送功率；对于全向覆盖发送的信道类型，基站的发射控制单元在减去第二功率增量后的第二发射功率基础上按有效发射天线个数增加修改量，将修改后的量作为每个天线的发送功率。

对于赋形发送的信道类型，当有效发射天线个数从N变为M时，修改量为20×log₁₀(N)-20×log₁₀(M)；对于全向覆盖发送的信道类型，当有效发射天线个数从N变为M时，修改量为10×log₁₀(N)-10×log₁₀(M)。

还包括，对于赋形发送的信道类型，在减去第一功率增量、增加修改量后的第一发射功率基础上再增加一个第一调整量，作为每个天线的发送功率；对于全向覆盖发送的信道类型，在减去第二功率增量、增加修改量后的第二发射功率基础上再增加一个第二调整量，作为每个天线的发送功率。

所述的第一功率增量与第二功率增量是通过仿真实测获得的。

所述的第一调整量与第二调整量是通过仿真实测获得的。

本发明提出了采用多天线技术的无线通信系统配置下行信道发射功率的方法。基站控制器在配置下行信道的发射功率时，不考虑基站的天线结构和信道类型，按照单天线系统信道在空中覆盖区域所需的发射功率进行配置；基站在基站控制器配置的功率基础上，考虑信道的信道类型，用减去一个功率增量的方法来考虑多天线的发射功率增益，并据此配置天线阵中每根天线的发射功率；基站在发射信号时，基站的发射控制单元还根据实时获取的天线运行状态，来修改信道的发射功率。天线的运行状态可以由天线校准单元实时通知发射控制单元。

本发明的技术方案实现简单，基站控制器与基站的功能划分清晰，由基站完成实际的下行信道发射功率配置，便于网络规划。由于基站通常都设有天线校准机制，可以实时的获得天线工作状态，从而使下行信道发射功率的配置更为准确，与实际所需更接近。

附图说明

图1是基站进行赋形发射的示意图；

图2是基站在扇区范围内进行全向覆盖发射的示意图；

图3是本发明方法中，基站进行下行信道功率发射的流程框图。

具体实施方式

实施例以TD-SCDMA系统为例，具体说明本发明的实现方式。

与图1、图2对应，在TD-SCDMA系统中，RNC(Radio Network Controller)对应于基站控制器(10)，Node B(Node Basestation)对应于基站(20)，UE(UserEnd)对应于终端(30)。

Node B在发射信号的时候，采用波束赋形技术，保证UE所在方向具有足够功率强度的信号。

如图3所示。

RNC向Node B配置信道参数，其中在配置下行信道的发射功率时，不考虑Node B采用的天线结构和赋形方法，只是按照单天线系统来配置信道的发射功率，也就是说，RNC配置的下行发射功率是信号在空中覆盖区域内的功率(步骤101)。

Node B的发射控制单元获得信道的配置参数，包括RNC配置的下行信道发射功率(步骤201)。

Node B在发射信号的时候，根据信道的不同类型和天线状态，计算多天线系统的实际发送功率(步骤202)，其中的天线状态是由Node B的天线校准单元通过实时的天线校准(步骤204)和将天线的运行状态报告给发射控制单元(步骤205)而获得的。

然后Node B就可根据计算的实际发送功率配置天线阵中每根天线的发射功率(步骤203)。

Node B的发射控制单元根据信道类型决定信道的赋形方法，结合天线状态，计算每根天线的发射功率，具体方法如下：

如果信道需要赋形发射，RNC配置的发射功率为T1_air dBm。按照空中信号为单径信号计算，天线阵中有N根发射天线，在天线阵中所有发射天线都有效的情况下，赋形发射的功率增益为G1(该增益G1通过仿真实测获得，一般为20×log₁₀(N))。因为实际的空中环境比较复杂，不可能是单径传播，在单径传播模型的赋形的功率增益基础上，再增加一个调整量W1(该调整量W1通过仿真实测获得，一般为几个dBm)。配置下行信道的发射功率时，设置每根天线的发射功率相同，这个功率为T1_antenna dBm。

T1_antenna＝T1_air-G1+W1 (1)

如果信道需要在扇区范围内全向覆盖发射，RNC配置的发射功率为T2_airdBm。按照空中信号为单径信号计算，天线阵中有N根发射天线，在天线阵中所有发射天线都有效的情况下，全向发射的功率增益为G2(该增益G2通过仿真实测获得，一般为10×log₁₀(N))。因为实际的空中环境比较复杂，不可能是单径传播，在单径传播模型的赋形的功率增益基础上，再增加一个调整量W2(该调整量W2通过仿真实测获得，一般为几个dBm)。配置信道的发射功率时，设置每根天线的发射功率相同，这个功率为T2_antenna dBm。

T2_antenna＝T2_air-G2+W2 (2)

因为天线的状态会随时变化的，系统在运行中可能出现单根或者几根天线损坏的情况。通常系统采用天线校准的办法，可以实时的获得天线的运行状况。天线校准单元将天线情况通知发射控制单元，发射控制单元可以实时的获得当前有效的天线数目，从而实时的调整天线阵中每根天线的发射功率。具体的调整方法如下：

在赋形发射的情况下，假设天线阵中有天线损坏，有效发射天线个数从N变为M，则修改公式(1)为公式(3)：

T1_antenna＝T1_air-G1+W1+(20×log₁₀(N)-20×log₁₀(M)) (3)

在扇区范围内全向覆盖发射的情况下，假设天线阵中有天线损坏，有效发射天线个数从N变为M，则修改公式(2)为公式(4)：

T2_antenna＝T2_air-G2+W2+(10×log₁₀(N)-10×log₁₀(M)) (4)

实施时，也可仅考虑在RNC配置的发射功率T1_air dBm、T2_air dBm基础上仅减去一个功率增益G1、G2；也可再在该基础上增加一个调整量W1、W2；还可在RNC配置的发射功率T1_air dBm、T2_air dBm基础上减去一个功率增益G1、G2后再根据有效发射天线个数M增加20×log₁₀(N)-20×log₁₀(M)、10×log₁₀(N)-10×log₁₀(M)进行修正；还可以在该修正基础上再增加一个调整量W1、W2。

在无线通信系统中，为了提高系统性能，基站通常会采用智能天线技术，用本发明的方法，可解决在采用智能天线的无线通信系统中，网络端如何配置下行信道的发射功率：考虑多天线发射带来的功率增益，通过将其消除而使实际发射的功率更接近所需要的发射功率；考虑天线的状态变化，根据减少的天线数，增加实际发射的功率，使实际发射的功率更接近所需要的发射功率；此外还考虑了多径传播的影响，增加一调整量，使实际发射的功率更接近所需要的发射功率。因而采用本发明方法配置的下行信道发射功率更为准确和更接近实际所需。

Claims

1.一种多天线系统下行信道发射功率的配置方法，其特征在于包括：

该第一、第二发射功率，是基站控制器按照单天线系统配置的信号在空中覆盖区域内的下行信道发射功率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括，对于赋形发送的信道类型，在减去第一功率增量后的第一发射功率基础上增加一个第一调整量，所获得的值作为每个天线的发送功率；对于全向覆盖发送的信道类型，在减去第二功率增量后的第二发射功率基础上增加一个第二调整量，所获得的值作为每个天线的发送功率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的第一调整量与第二调整量是通过仿真实测获得的。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括，基站的天线校准单元，将对天线进行实时校准后获得的天线运行状态报告传送给基站的发射控制单元，供基站的发射控制单元掌握当前有效发射天线个数；对于赋形发送的信道类型，基站的发射控制单元在减去第一功率增量后的第一发射功率基础上按有效发射天线个数增加修改量，将修改后的量作为每个天线的发送功率；对于全向覆盖发送的信道类型，基站的发射控制单元在减去第二功率增量后的第二发射功率基础上按有效发射天线个数增加修改量，将修改后的量作为每个天线的发送功率。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：对于赋形发送的信道类型，当有效发射天线个数从N变为M时，修改量为20×log₁₀(N)-20×log₁₀(M)；对于全向覆盖发送的信道类型，当有效发射天线个数从N变为M时，修改量为10×log₁₀(N)-10×log₁₀(M)。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：还包括，对于赋形发送的信道类型，在减去第一功率增量、增加修改量后的第一发射功率基础上再增加一个第一调整量，作为每个天线的发送功率；对于全向覆盖发送的信道类型，在减去第二功率增量、增加修改量后的第二发射功率基础上再增加一个第二调整量，作为每个天线的发送功率。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的第一调整量与第二调整量是通过仿真实测获得的。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的第一功率增量与第二功率增量是通过仿真实测获得的。