CN101453304A - 多天线设置方法及采用其设置的多天线传输数据的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多天线设置方法和采用该方法设置的多天线传输数据的方法，其中，该多天线设置方法包括：根据多天线的应用环境设置多天线的组阵方式和多天线控制方式以形成多天线阵列，其中，多天线阵列分为两个子阵列，子阵列中的天线单元采用相同极化，不同子阵列采用不同极化，两个子阵列的中心具有预定空间间隔。采用该方法设置的多天线传输数据的方法包括：S102，采用上述多天线设置方法对多天线进行设置；S104，通过设置后的多天线阵列传输数据。本发明能够灵活地适应各种应用环境和用户的需要，提高多天线的覆盖范围、容量以及用户服务质量等系统性能。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种多天线设置方法以及采用该方法设置的多天线传输数据的方法。
背景技术
在下一代无线移动通信系统中，将考虑采用多天线技术，具体包括波束形成技术(Beamforming，也普遍被称为智能天线技术)、分集技术如基于空时编码的发射分集技术和接收分集技术、以及空间复用技术如多流预编码(Precoding)多天线技术。多天线技术由于对于空域潜力的充分挖掘，将提高覆盖、容量以及用户QoS等系统性能。
实际应用中，多天线拓扑以及控制算法依赖于应用环境以及用户状态，不存在单一的多天线技术能够适应于所有的应用环境或者某一种环境下的所有用户的情况，因此，在设计多天线拓扑时候就要考虑到能够具有一定的灵活性。
常见的组阵方式有如下几种：
1、单极化空间分集组阵方式：
该种组阵方式采用较大阵元(即，天线单元)间隔组阵，各个支路功率统计一致以及各个支路尽量不相关，比较适合于采用分集和复用多天线控制算法。
2、单极化波束形成组阵方式：
该种组阵方式采用小阵元间隔组阵，各个支路功率比较一致以及各个支路相关性强，比较适合于采用业务指向比较强的波束形成多天线控制算法。
目前，需要一种能够灵活地适应各种应用环境和用户需要的多天线设置方法以及采用该方法设置的多天线传输数据的方法。
发明内容
针对以上一个或多个问题，本发明提供了一种用于基站的多天线设置方法以及采用该方法设置的多天线传输数据的方法，能够灵活地适应各种应用环境和用户的需要，提高多天线的覆盖范围、容量以及用户服务质量等系统性能。
根据本发明的一个方面，多天线设置方法包括：根据多天线的应用环境设置多天线的组阵方式和多天线控制方式以形成多天线阵列，其中，多天线阵列分为两个子阵列，子阵列中的天线单元采用相同极化，不同子阵列采用不同极化，两个子阵列的中心具有预定空间间隔。
对于以增加链路性能或覆盖范围为目的的情况，子阵列之间采用分集方式。对于以增加用户数据速率的为目的的情况，子阵列之间采用复用方式。
对于以覆盖为目的的环境，天线单元之间采用第一间隔，子阵列之间采用第二间隔，其中，第一间隔小于第二间隔。在这种情况下，可以采用波束形成技术和基于反馈的预编码技术中至少之一作为子阵列内部的多天线控制方式。
对于以提高容量和服务质量为目的的环境，天线单元之间采用第三间隔，子阵列之间采用第四间隔，其中，第三间隔大于第四间隔。在这种情况下，可以采用波束形成技术作为子阵列内部的多天线控制方式。
根据本发明的另一方面，还提供了使用该多天线设置方法所设置的多天线来传输数据的方法，包括以下步骤：S102，采用该多天线设置方法对多天线进行设置以形成多天线阵列；以及S104，通过所设置的多天线阵列传输数据。
通过采用本发明的基于极化和空间分布结合的子阵列多天线设置方法及采用该方法设置的多天线传输数据的方法，能够灵活地适应各种应用环境和用户的需要，并且能够在需要的情况下，提高多天线的覆盖范围、容量以及用户服务质量等系统性能。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明的多天线设置方法以及使用该多天线设置方法所设置的多天线来传输数据的方法的流程图；
图2是根据本发明的实施例的子阵列组阵方式的示意图；
图3是根据本发明的实施例的子阵列组阵方式的示意图；
图4是根据本发明的实施例的子阵列组阵方式的示意图；
图5是根据本发明的实施例的多天线环境判断组阵和多天线控制方式的流程图；
图6是根据本发明的实施例的单流发射处理方式的示意图；以及
图7是根据本发明的实施例的多流发射处理方式的示意图。
具体实施方式
下面参考附图，详细说明本发明的具体实施方式。
本发明采用双极化组阵方式：通常采用+/-45度交叉极化的同中心双极化阵元，容易获得不相关，而且功率统计一致。多个双极化阵元可以组成一个多天线阵列。当双极化阵元间隔小的时候，可以根据情况把波束形成、分集以及复用多天线控制算法有机地结合起来。当双极化阵元间隔大的时候，可以根据情况把分集以及复用多天线控制算法有机地结合起来。
从应用角度讲，双极化组阵方式灵活而且双极化也比较有利于降低整个天线的体积、提高环境适应性。双极化阵列功能关键还在于两个极化子阵列的性能以及子阵列的相关性，具体来讲，对于覆盖环境可以考虑选择小间隔的子阵列，对于容量和提高用户的服务质量(QoS)，如用户峰值速率的环境可以考虑选择大间隔的子阵列，子阵列之间应该尽可能保持较低的相关性和统计一致的功率。
本发明的适用于基站的基于极化和空间分布结合的子阵列多天线设置方法以及采用该方法设置的多天线传输数据的方法，是依赖多天线应用环境选择组阵方式以及多天线控制方式(也称，算法)。
本发明所谓的基于空间和极化结合的子阵列多天线组阵方法，是指多天线包括两个子阵列，不同子阵列采用不同极化，子阵列中心有一定的空间间隔，因此子阵列之间除了极化分集增益外还可以获取空间分集增益。上述所谓子阵列是由相同极化的天线单元构成，这些天线单元之间可以是大间隔也可以是小间隔，对于覆盖为目的的环境，通常选择阵元间隔比较小，子阵列间隔比较大，对于容量和提高用户服务质量为目的的环境，通常选择阵元间隔比较大，子阵列间隔比较小。
本发明所谓的基于空间和极化结合的子阵列多天线控制方式，是指子阵列之间可以进行分集也可以进行复用，分别适用于增加链路性能或覆盖以及增加用户数据速率两种情况，当子阵列阵元间隔较小的时候，子阵列内部处理可以采用波束形成技术，当子阵列阵元间隔较大的时候，子阵列内部处理可以采用波束形成技术也可以采用基于反馈的预编码技术。
图1是根据本发明的用于基站的多天线设置方法以及采用通过该方法设置的多天线传输数据的流程图。如图1所示，该多天线设置方法为：步骤S102，对多天线进行设置，形成多天线阵列。根据多天线的应用环境设置多天线的组阵方式和多天线控制方式以形成多天线阵列，其中，多天线阵列分为两个子阵列，子阵列中的天线单元采用相同极化，不同子阵列采用不同极化，两个子阵列的中心具有预定空间间隔。
采用上述多天线设置方法设置的多天线传输数据的方法包括：在进行上述多天线设置后，通过设置后的多天线阵列传输数据(步骤S104)。
对于以增加链路性能或覆盖范围为目的的情况，子阵列之间采用分集方式。对于以增加用户数据速率的为目的的情况，子阵列之间采用复用方式。
在对多天线设置的过程中，对于以覆盖为目的的环境，天线单元之间采用第一间隔，子阵列之间采用第二间隔，其中，第一间隔小于第二间隔。在这种情况下，可以采用波束形成技术和基于反馈的预编码技术中至少之一作为多天线控制方式。
在对多天线设置的过程中，对于以提高容量和服务质量为目的的环境，天线单元之间采用第三间隔，子阵列之间采用第四间隔，其中，第三间隔大于第四间隔。在这种情况下，可以采用波束形成技术作为多天线控制方式。
图2是根据本发明的实施例的不同极化同中心子阵列组阵方式的示意图。如图2所示，阵列201可认为由同中心不同极化双极化阵元组成，阵元1(202)和阵元2(203)分别采用同中心的不同极化即+45度和-45度极化。双极化阵元间隔为d，阵元1、3、5、7构成了+45度极化子阵1，阵元2、4、6、8构成了-45度极化子阵2。
图3是根据本发明的实施例的不同极化不同中心子阵列组阵方式逻辑示意图。为了改善子阵之间的相关性，使得子阵之间有一个空间距离，这样子阵之间相关性同时取决于空间相关性和极化相关性。+45度极化子阵301和-45度极化子阵302间隔为c，可以根据环境进行调整，一般来讲对于覆盖环境一般角度扩展比较小，可考虑大间隔，而对于容量环境，角度扩展大，可考虑小间隔。
图4是根据本发明的实施例的一种不同极化不同中心子阵列组阵方式的示意图。如图4所示，选择两个子阵列中的天线单元之间的间隔为d，子阵列之间的间隔为d/2。这是一种紧致组阵方式。
图5是根据本发明的实施例的依据多天线环境判断组阵和多天线控制方式的流程图。如图5所示，根据多天线环境，首先判断组阵方式(S501)；对于以覆盖为目的的环境，通常选择天线单元之间的间隔比较小，子阵列之间的间隔比较大的组阵方式(S502)；对于以提高容量和提高用户服务质量为目的的环境，通常选择天线单元之间的间隔比较大，子阵列之间的间隔比较小的组阵方式(S503)。然后依据多天线环境决定多天线控制方式(S504)，其中，多天线控制方式包括子阵列内部处理方式和子阵列之间处理方式，依据环境，子阵列之间可以进行分集也可以进行复用，分集方式适用于增加链路性能或覆盖范围的情况，复用方式适用于增加用户数据速率的情况。子阵列的天线单元之间的间隔较小的时候，子阵列内部处理采用波束形成技术，当子阵列阵元间隔较大的时候，子阵列内部处理可以采用波束形成技术、也可以采用基于反馈的预编码技术。
图6是根据本发明的实施例的单流发射处理方式的示意图。如图6所示，示出了采用图4中的组阵方式进行单流发射的处理过程，其中，子阵列之间采用分集方式，子阵列内部处理采用波束形成技术。
图7是根据本发明的实施例的多流发射处理方式的示意图。如图7所示，示出了采用图4中所示的组阵方式进行多流发射的处理过程，其中，子阵列之间采用复用方式，子阵列内部处理采用波束形成技术。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于基站的多天线设置方法，其特征在于，所述方法包括：
根据多天线的应用环境设置所述多天线的组阵方式和多天线控制方式以形成多天线阵列，其中，所述多天线阵列分为两个子阵列，所述子阵列中的天线单元采用相同极化，不同子阵列采用不同极化，所述两个子阵列的中心具有预定空间间隔。
2.根据权利要求1所述的多天线设置方法，其特征在于，对于以增加链路性能或覆盖范围为目的的情况，所述子阵列之间采用分集方式。
3.根据权利要求1所述的多天线设置方法，其特征在于，对于以增加用户数据速率的为目的的情况，所述子阵列之间采用复用方式。
4.根据权利要求2或3所述的多天线设置方法，其特征在于，对于以覆盖为目的的环境，所述天线单元之间采用第一间隔，所述子阵列之间采用第二间隔，其中，所述第一间隔小于第二间隔。
5.根据权利要求2或3所述的多天线设置方法，其特征在于，对于以提高容量和服务质量为目的的环境，所述天线单元之间采用第三间隔，所述子阵列之间采用第四间隔，其中，所述第三间隔大于第四间隔。
6.根据权利要求3所述的多天线设置方法，其特征在于，采用波束形成技术和基于反馈的预编码技术中至少之一作为子阵列内部的多天线控制方式。
7.根据权利要求4所述的多天线设置方法，其特征在于，采用波束形成技术作为子阵列内部的多天线控制方式。
8.一种使用根据权利要求1至7中任一项所述的多天线设置方法所设置的多天线来传输数据的方法，包括以下步骤：
S102，采用所述多天线设置方法对多天线进行设置以形成多天线阵列；以及
S104，通过所设置的多天线阵列传输数据。
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2007
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