CN102006109B

CN102006109B - 采用虚拟天线映射方式进行发射的方法及系统

Info

Publication number: CN102006109B
Application number: CN201010541469.8A
Authority: CN
Inventors: 刘志斌; 王金龙
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: Qidong new casting factory
Priority date: 2010-11-11
Filing date: 2010-11-11
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2030-11-11
Also published as: WO2012062141A1; CN102006109A

Abstract

本发明公开了一种采用虚拟天线映射方式进行发射的方法及系统，该方法包括：在多个相位中，确定使得非MIMO终端上报的CQI最高的相位；基站将当前的VAM相位偏移角调整为所述确定的相位，进行空口发射。本发明在相同下行吞吐量的前提下，节省了基站的下行发射功率，提高了HSPA系统性能。

Description

采用虚拟天线映射方式进行发射的方法及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种采用虚拟天线映射(Virtual Antenna Mapping，简称为VAM)方式进行发射的方法及系统。

背景技术

第三代移动通讯伙伴计划(3rd Generation partnership project，简称为3GPP)的R7协议引入了多输入多输出(Multiple InputMultiple Output，MIMO)技术，用于宽带码分多址接入(WidebandCode Division Multiple Access，WCDMA)和时分同步码分多址接入(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，简称为TD-SCDMA)系统进行下行分组接入(High Speed Downlink PacketAccess，简称为HSDPA)的情况，图1是根据相关技术的MIMO双流调度时，主流上的传输块和辅流上的传输块的处理流程示意图。

如图1所示，因为采用主辅导频方式(即CPICH₁为主导频P-CPICH，CPICH₂为辅导频S-CPICH)，对于非MIMO终端和MIMO终端的控制信道需要在主导频所在天线发送，这将带来两个天线对应的功放不平衡的问题，从而存在辅导频所在天线对应功放使用不充分，资源浪费的现象，为了解决这种问题，引入了VAM方案，该方案中，MIMO用户和非MIMO用户的数据都要经过VAM模块处理，最后通过两根射频天线发送出去，VAM模块的作用主要是为了保证两根天线上的功率平衡，避免功率资源浪费的同时，减小了主天线对辅天线的干扰。

在相关VAM技术中，射频天线都是采用固定的相位角的方式发射，而这种相位角的获取方法主要是通过MIMO终端上报的预编码控制指示(Precoding control indication，简称为PCI)值来确定，这种采用固定的VAM相位偏移角的方式，将会导致整个小区的下行吞吐率变低。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种采用虚拟天线映射方式进行发射的方法及系统，以至少解决上述问题。

本发明的一个方面提供了一种采用VAM方式进行发射的方法，包括：在多个相位中，确定使得非MIMO终端上报的CQI最高的相位；基站将当前的VAM相位偏移角调整为所述确定的相位，进行空口发射。

进一步地，在多个相位中，确定使得非MIMO终端上报的CQI最高的相位包括：对于所述多个相位中的每个相位，记录当前的VAM相位偏移角为该相位时，所述非MIMO终端上报的CQI的均值；在所述多个相位中，确定使得所述均值最高的相位作为所述使得非MIMO终端上报的CQI最高的相位。

进一步地，在所述非MIMO终端为多个的情况下，所述多个相位中的第j个相位所对应的所述均值

通过以下的方式确定：其中，M为所述非MIMO终端的个数，

为所述非MIMO终端中的第i个终端在当前的VAM相位偏移角为所述第j个相位时上报的CQI的均值，ω_j为

所在的取值范围所对应的权值，j为正整数且j＜＝N，N为所述多个相位的个数，i为正整数且i＜＝M。

进一步地，该方法还包括：所述基站将当前的VAM相位偏移角调整为所述确定的相位时，设置定时器，其中，所述定时器的取值为预设的最佳相位角保持时间；在所述定时器到时时，执行在多个相位中，确定使得非MIMO终端上报的CQI最高的相位的步骤。

进一步地，所述基站在多个相位中，确定使得非MIMO终端上报的CQI最高的相位；或者，无线资源管理器RNC在多个相位中，确定使得非MIMO终端上报的CQI最高的相位，并通知所述基站。

进一步地，所述多个相位在预设范围内均匀选择。

本发明的另一个方面提供了一种采用VAM方式进行发射的系统，包括相位确定装置和基站，其中，所述相位确定装置用于在多个相位中，确定使得非MIMO终端上报的CQI最高的相位；所述基站包括：发射模块，用于将当前的VAM相位偏移角调整为所述确定的相位，进行空口发射。

进一步地，所述相位确定装置包括：记录模块，用于对于所述多个相位中的每个相位，记录当前的VAM相位偏移角为该相位时，所述非MIMO终端上报的CQI的均值；确定模块，用于在所述多个相位中，确定使得所述均值最高的相位作为所述使得非MIMO终端上报的CQI最高的相位。

进一步地，所述基站还包括：定时器，用于在所述发射模块将当前的VAM相位偏移角调整为所述确定的相位时启动，所述定时器的取值为预设的最佳相位角保持时间；调度模块，用于在所述定时器到时时，调度所述相位确定装置。

进一步地，所述相位确定装置位于所述基站。

进一步地，所述系统还包括：无线资源管理器RNC，所述相位确定装置位于所述RNC中，所述RNC用于将所述确定的相位通知所述基站。

通过本发明，在多个相位中，确定使得非MIMO终端上报的CQI最高的相位，并将当前的VAM相位偏移角调整为该确定的相位，完成空口发射，解决了相关技术中采用根据PCI确定的固定的相位偏移角进行VAM发射导致小区下行吞吐率降低的问题，该方法中基站可以先进行VAM相位“学习”再进行相位调整，在相同下行吞吐量的前提下，节省了基站的下行发射功率，提高了HSPA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是根据相关技术的MIMO双流调度时，主流上的传输块和辅流上的传输块的处理流程示意图；

图2是根据本发明实施例的采用VAM方式进行发射的方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的采用VAM方式进行发射的系统的结构框图；

图4是根据本发明实施例的采用VAM方式进行发射的系统的优选结构框图一；

图5是根据本发明实施例的采用VAM方式进行发射的系统的优选结构框图二；

图6是根据本发明实施例的采用VAM方式进行发射的系统的优选结构框图三；

图7是根据本发明实施例的采用VAM方式进行发射的系统的优选结构框图四；

图8是根据实施例1的能够动态调整VAM相位角的系统的详细结构框图；

图9是根据实施例1的采用以上的系统动态调整小区VAM相位的方法流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图2是根据本发明实施例的采用VAM方式进行发射的方法的流程图，包括：

步骤S202，在多个相位中，确定使得非MIMO终端上报的信道质量指示(Channel Quality Indication，简称为CQI)最高的相位；

步骤S204，基站将当前的VAM相位偏移角调整为以上确定的相位，进行空口发射。

相关技术中，根据MIMO终端上报的PCI来确定VAM相位偏移角，并没有考虑对非MIMO终端的性能影响，这会导致传统终端的性能下降，从而导致整个小区的下行吞吐率变低。以上方法中，根据非MIMO终端上报的CQI(信道条件指示)变化，动态调整VAM相位角，考虑了VAM相位对传统终端性能的影响，通过动态调整相位的方法，使得二者达到最佳的匹配，提升了HSDPA的整体性能。

在实际应用中，可以采用多种方式确定使得非MIMO终端上报的CQI最高的相位，以下描述了一种优选的确定方式，包括：对于多个相位中的每个相位，记录当前的VAM相位偏移角为该相位时，非MIMO终端上报的CQI的均值；在多个相位中，确定使得均值最高的相位作为使得非MIMO终端上报的CQI最高的相位。这种方式中，以CQI的均值作为确定最佳相位的依据，考虑了正常的性能抖动，使得系统的性能更加的稳定。

在非MIMO终端为多个的情况下，多个相位中的第j个相位所对应的均值

可以通过以下的方式确定：其中，M为非MIMO终端的个数，

为非MIMO终端中的第i个终端在当前的VAM相位偏移角为第j个相位时上报的CQI的均值，ω_j为

所在的取值范围所对应的权值，j为正整数且j＜＝N，N为多个相位的个数，i为正整数且i＜＝M。该方法中，在非MIMO终端为多个的情况下，采用加权平均的方式，综合考虑了每个非MIMO终端的CQI，使得最佳相位的确定更加准确，有效。

为了适应信道状态的变化，最佳相位的确定可以多次进行，相应地，可以根据最新确定的最佳相位对VAM相位偏移角进行实时的调整，在实际应用中，该过程可以通过以下的方式来实现：基站将当前的VAM相位偏移角调整为确定的相位时，设置定时器，其中，定时器的取值为预设的最佳相位角保持时间；在定时器到时时，执行在多个相位中，确定使得非MIMO终端上报的CQI最高的相位的步骤。

在实际应用中，在多个相位中，确定使得非MIMO终端上报的CQI最高的相位的过程可以由基站来执行；或者，也可以由无线资源管理器(Radio Network Controller，简称为RNC)执行，并将结果通知基站。

为了尽量减小确定的最佳相位和实际上的最佳相位的偏差，以上多个相位可以在预设范围内均匀选择，这样，从概率论的角度上来讲，使得这种偏差的值尽可能地小，从而尽可能地接近理想的相位角度。

图3是根据本发明实施例的采用VAM方式进行发射的系统的结构框图，该系统包括相位确定装置22和基站24，其中，相位确定装置22用于在多个相位中，确定使得非MIMO终端上报的CQI最高的相位；基站24包括：发射模块242，用于将当前的VAM相位偏移角调整为该确定的相位，进行空口发射。

图4是根据本发明实施例的采用VAM方式进行发射的系统的优选结构框图一，相位确定装置22包括：记录模块222，用于对于多个相位中的每个相位，记录当前的VAM相位偏移角为该相位时，非MIMO终端上报的CQI的均值；确定模块224，用于在多个相位中，确定使得均值最高的相位作为使得非MIMO终端上报的CQI最高的相位。

图5是根据本发明实施例的采用VAM方式进行发射的系统的优选结构框图二，基站24还可以包括：定时器244，用于在发射模块242将当前的VAM相位偏移角调整为确定的相位时启动，定时器244的取值为预设的最佳相位角保持时间；调度模块246，用于在定时器到时时，调度相位确定装置22。

相位确定装置22的位置可以任意设置，例如，图6是根据本发明实施例的采用VAM方式进行发射的系统的优选结构框图三，如图6所示，相位确定装置22位于基站24中；或者，图7是根据本发明实施例的采用VAM方式进行发射的系统的优选结构框图四，如图7所示，该系统还包括：RNC 72，相位确定装置22位于RNC72中，RNC 72用于将确定的相位通知基站24。

下面描述的实施例1-3，综合了上述多个优选实施例的技术方案。

实施例1

图8是根据实施例1的能够动态调整VAM相位角的系统的详细结构框图，如图8所示，该系统主要包括以下几个模块：

A：DPA UE调度模块

B：MIMO UE数据处理模块

C：非MIMO UE数据处理模块

D：VAM模块

在DPA调度模块中，再增加两个子模块：

E：非MIMO终端的CQI统计模块

F：VAM相位调整模块

DPA UE调度模块主要是从多个UE中选出1个或多个当前需要下发数据的UE，给每个调度的UE分配相关的无线资源后，再将UE的调度数据发给相应的处理模块进行处理。由于MIMO UE的特殊性，所以它的实现方式与非MIMO UE有所不同，如附图8所示。最后MIMO和非MIMO用户的数据都要经过VAM模块处理，最后通过两根射频天线发送出去，VAM模块的作用主要是为了保证两根天线上的功率平衡，避免功率资源浪费的同时，减小了主天线对辅天线的干扰。

本实施例中的重点是VAM相位调整模块，主要首先通过依次遍历8个相位，如

每个相位保持一段时间，在这段时间内，CQI采集模块记录小区下每个非MIMO UE在对应该相位时上报的CQI平均值大小。当统计完所有相位的CQI后，将每个相位对应的所有UE的CQI平均值进行加权累加，找出最大的累加平均CQI对应的相位，即当前估计的最佳相位。然后相位调整模块通知VAM模块将相位更新为最佳相位，当保持周期结束后，相位调整模块又开始重新遍历和更新8个相位，相应的CQI统计模块也重新统计，如此循环可以使得根据小区下UE数和UE信道条件的变化，通过动态调整小区的VAM最佳相位角，使得DPA小区性能达到最佳下行吞吐量。

图9是根据实施例1的采用以上的系统动态调整小区VAM相位的方法流程图，其主要包括以下步骤：

第一步：遍历本基站下所有小区，找出打开VAM功能的H小区；

第二步：VAM相位调整模块通知VAM模块，将H小区的相位偏移角调整为θ＝j*π/4，j的范围为1、2...，8，并启动计数器，对该相位的保持时间进行计数；

第三步：第二步中的相位偏移角生效后，统计该小区下所有非MIMO UE上报的CQI，并在计数器结束后，即第四步中的更新下一个相位角之前，根据计数器次数和CQI累加值得出每个非MIMOUE与该相位偏移角对应的平均再根据该

的范围确定一个权重ω_j；

第四步：第二步中的计数器计时结束后，对j进行加1，重复第二步和第三步；

第五步：当j＝8时，即8个相位遍历完后，将每个相位对应的所有UE的平均CQI乘上相应权重后累加起来，假如UE数为M个，则第j个VAM相位偏移角θ_j对应的累加值为：

找出8个累加值中最大的那个所对应的相位角θ就是最终最佳的相位偏移角；

第六步：通知VAM模块将相位偏移角更新为第五步得出来的最佳相位角θ，并启动最佳相位角保持时间的计数器，当计数器结束时又从第二步重新开始新一轮调整过程，以适应无线环境的变化。

本实施例中，基站通过增加一个算法模块，通过周期性的采集VAM小区下的非MIMO用户在不同VAM相位时上报的CQI，采用预设算法，得出性能最好的一个VAM相位，更新相位后保持一段时间，然后再采集、再更新，达到动态调整VAM相位的目的。取得了VAM技术在第三代移动通信系统的HSDPA中应用的进步，达到了基站可以先进行VAM相位“学习”再进行相位调整的效果，在相同下行吞吐量的前提下，节省了基站的下行发射功率，提高了HSPA系统性能。

动态调整VAM的功能也可以不在基站上实现，也可以通过用RNC收集UE的测量上报后得出最佳相位通知基站；也不一定非要遍历8个相位，可以是其它数目的相位，每个相位也不一定是一定要以

为步长。

实施例2

该实施例以VAM小区下有3个非MIMO UE为例，描述了上述过程的具体实施方法：

第一步：由于DPA调度器调度周期以及UE上报CQI周期都是2ms，所以先确定遍历8个VAM相位时，每个相位的CQI统计周期以及最佳相位保持周期，先设定前者是40ms，即统计20次CQI，后者为100ms；

第二步：设定平均CQI三个范围：(0，18)、(18，25)、(25，30)，对应的权重值分别：1、0.8、0.5；

第三步：先将VAM的初始相位设为

根据UE的上报上延，当收到UE在此相位生效后上报的CQI时，开始统计每个非MIMOUE的CQI，并进行累加，假定UE1、UE2、UE3都统计20次CQI后得出的平均CQI分别为：15、20、28，则相位对应的平均CQI总加权值为：1*15+0.8*20+0.5*28＝48；然后依此例推，分别得出剩下7个相位的地平均CQI总加权值；

第四步：比较8个总加权值，假如对应的总加权值65为最大值，则将VAM相位偏移角固定为

并保持100ms内不进行相位更新；

第五步：保持100ms周期结束后，又从第三步开始反复循环执行。

综上所述，本发明实施例提供的方案通过设定固定的若干个VAM相位后，网络侧通过采集和比较每个相位下的用户性能后得出最好的一个VAM相位，动态调整VAM相位，在相同下行吞吐量的前提下，节省了基站的下行发射功率，提高了HSPA系统性能。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

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

1.一种采用虚拟天线映射VAM方式进行发射的方法，其特征在于，包括：

在多个相位中，确定使得非多输入多输出MIMO终端上报的信道质量指示CQI最高的相位，其中，在多个相位中，确定使得非MIMO终端上报的CQI最高的相位包括：对于所述多个相位中的每个相位，记录当前的VAM相位偏移角为该相位时，所述非MIMO终端上报的CQI的均值；在所述多个相位中，确定使得所述均值最高的相位作为所述使得非MIMO终端上报的CQI最高的相位，其中，在所述非MIMO终端为多个的情况下，所述多个相位中的第j个相位所对应的所述均值

通过以下的方式确定：

{\overset{&OverBar;}{CQI}}_{final - j} = Σ_{i = 1}^{M} ω_{j} \overset{&OverBar;}{{CQI}_{i, j}},

其中，M为所述非MIMO终端的个数，

所在的取值范围所对应的权值，j为正整数且j<=N，N为所述多个相位的个数，i为正整数且i<=M；

基站将当前的VAM相位偏移角调整为所述确定的相位，进行空口发射。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述基站将当前的VAM相位偏移角调整为所述确定的相位时，设置定时器，其中，所述定时器的取值为预设的最佳相位角保持时间；

在所述定时器到时时，执行在多个相位中，确定使得非MIMO终端上报的CQI最高的相位的步骤。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述基站在多个相位中，确定使得非MIMO终端上报的CQI最高的相位；或者，

无线资源管理器RNC在多个相位中，确定使得非MIMO终端上报的CQI最高的相位，并通知所述基站。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述多个相位在预设范围内均匀选择。

5.一种采用虚拟天线映射VAM方式进行发射的系统，其特征在于，包括相位确定装置和基站，其中，

所述相位确定装置用于在多个相位中，确定使得非多输入多输出MIMO终端上报的信道质量指示CQI最高的相位，其中，所述相位确定装置包括：记录模块，用于对于所述多个相位中的每个相位，记录当前的VAM相位偏移角为该相位时，所述非MIMO终端上报的CQI的均值；确定模块，用于在所述多个相位中，确定使得所述均值最高的相位作为所述使得非MIMO终端上报的CQI最高的相位，其中，在所述非MIMO终端为多个的情况下，所述多个相位中的第j个相位所对应的所述均值

通过以下的方式确定：

{\overset{&OverBar;}{CQI}}_{final - j} = Σ_{i = 1}^{M} ω_{j} \overset{&OverBar;}{{CQI}_{i, j}},

其中，M为所述非MIMO终端的个数，

所述基站包括：发射模块，用于将当前的VAM相位偏移角调整为所述确定的相位，进行空口发射。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述基站还包括：

定时器，用于在所述发射模块将当前的VAM相位偏移角调整为所述确定的相位时启动，所述定时器的取值为预设的最佳相位角保持时间；

调度模块，用于在所述定时器到时时，调度所述相位确定装置。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述相位确定装置位于所述基站。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：无线资源管理器RNC，所述相位确定装置位于所述RNC中，所述RNC用于将所述确定的相位通知所述基站。