CN102136859A - 一种天线数据处理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种天线数据处理方法和装置，其中方法包括：接收来自用户设备的数据信号；根据接收到的数据信号的质量选定天线数；按照选定的天线数对所述数据信号进行解调处理。以上方案，根据SINR的大小来选取合适的天线数，相比于使用固定个数的多个天线进行解调的方案，能够在SINR较大的时候选用更少的天线数，因此在保证能够正确解调前提下会增加小区用户的容量。

Description

一种天线数据处理方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种天线数据处理方法。

背景技术

长期演进(Long Term Evolution，LTE)是由第三代移动通信伙伴项目(Third Generation Partnership Project，3GPP)组织提出的一种宽带无线技术标准，它是一个高数据率、低时延和基于全分组的移动通信系统标准。在20MHz的系统带宽下可以提供上行50Mbps，下行100Mbps的峰值数据率；用户面延迟小于5ms；扁平化的网络结构也大大降低了网络运营成本。

在LTE系统中，多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)和正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplex，OFDM)作为LTE系统中的关键技术，其结合利用了时间、频率和空间3种分集技术，使系统对噪声、干扰、多径的容限大大增加。MIMO在空间产生独立的并行信道同时传输多路数据流，在不增加带宽的条件下提高了系统的传输速率(容量和频谱效率)。

信号与干扰加噪声比(Signal to Interference plus Noise Ratio，SINR)的高低会决定基站(eNodeB)能否正确解调来自用户设备(User Equipment，UE)的信号。SINR高于解调门限时解调正确，SINR低于门限则会解调错误。MIMO技术中，随着天线数目的增加，合并增益也随之提高，与单天线相比，2天线有3dB的增益，4天线有6dB的增益，由于SINR的提高会使eNodeB能够解调正确原本解调错误的信号，因此eNodeB的解调能力也得到了提高，如表1所示，同等信道条件下，单天线时的SINR低于解调门限导致解调错误，在使用2天线或4天线时，由于天线的合并增益使合并后的SINR高于解调门限，从而使解调结果正确。需要说明的是，表1中各参数仅为示意性说明，实际的参数应以实际为准，后续的实施例部分不再对此一一说明。

表1天线数与解调的关系表

虽然天线数的增加带来了增益，提高了解调的能力，但同时多天线的处理也给eNodeB的基带处理能力带来挑战，使对应小区的用户容量也受到限制，如表2所示，随着天线数目的增加，对应eNodeB基带资源消耗就越多，小区支持的用户数目对应减少。

表2天线数与小区用户容量的关系表

天线数(个)	支持用户数
		1	1600
2	800
		4	400

在同一小区下，eNodeB接收到处于不同信道条件下(例如和eNodeB不同距离)的用户信号后，在进行天线数据处理时，基带均按照4天线解调，然后做合并处理得到合并增益。上述方案，为了获得较高的增益使用多个天线进行解调，达到了使基站能够正确解调的效果，但是使用多个天线使得小区用户容量小。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题是提供一种天线数据处理方法和装置。

为解决上述技术问题，本发明所提供的天线数据处理方法实施例可以通过以下技术方案实现：

接收来自用户设备的数据信号；

根据接收到的数据信号的质量选定天线数；

按照选定的天线数对所述数据信号进行解调处理。

一种天线数据处理装置，包括：

信号接收单元，用于接收来自用户设备的数据信号；

天线选择单元，用于根据接收到的数据信号的质量选定天线数；

解调单元，用于按照选定的天线数对所述数据信号进行解调处理。

上述技术方案具有如下有益效果：根据SINR的大小来选取合适的天线数，相比于使用固定个数的多个天线进行解调的方案，能够在SINR较大的时候选用更少的天线数，因此在保证能够正确解调前提下会增加小区用户的容量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例方法流程示意图；

图2为本发明实施例组网结构示意图；

图3为本发明实施例方法流程示意图；

图4为本发明实施例装置结构示意图；

图5为本发明实施例装置结构示意图；

图6为本发明实施例装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种天线数据处理方法，如图1所示，包括：

101：接收来自用户设备的数据信号；

102：根据接收到的数据信号的质量选定天线数；

由于接收端与发送端间信道条件的差异，接收端的天线数量等因素会导致接收端接收到的数据信号的质量存在差异。上述接收到的数据信号的质量是指设备当前接收到的数据信号的质量，例如当前使用2根天线接收数据信号，那么当前接收到的数据信号的质量为两根天线接收数据信号合并后的质量。

具体地，在本步骤质量可以使用SINR来衡量，也可以考虑数据信号是否能够解调成功来衡量；若采用SINR来衡量，那么102可以为：根据接收到的数 据信号的信号与干扰加噪声比SINR选定天线数。更具体地，选择一定数量的天线；该数量的天线接收上述数据信号合并后的SINR大于或等于设定阈值，上述设定阈值大于或等于解调门限。

以下对选定天线数的方法进行几个举例：

1、若接收到的数据信号的SINR小于解调门限，则在当前天线数的基础上增加天线数，直到上述选定的天线数提供的增益与上述数据信号的SINR的和大于或等于解调门限；和/或，若接收到的数据信号的SINR大于解调门限，且在当前天线数的基础上减少天线数后，减少后的天线接收数据信号合并后的SINR大于或等于解调门限，则减少天线数。

2、若根据接收到的数据信号的质量不能够解调处理成功，则在当前天线数的基础上增加天线数，直到能够解调成功；和/或，若根据接收到的数据信号的质量能够解调处理成功，且在当前天线数的基础上减少天线数也能解调成功，则在当前天线数的基础上减少天线数。

3、按照上述数据信号的SINR确定上述用户设备所对应的类；按照上述用户设备所对应的类确定对应的天线数；其中，每一个类对应一个数量的天线数，每一个类对应的天线数的天线接收数据信号合并后的SINR大于或等于设定阈值。在本可选方案中，“数据信号的SINR”可以以一根天线接收数据信号时的当前SINR作为参考，也可以在两个或两个以上的天线接收到数据信号合并后的SINR通过计算得到天线对用户设备发送的数据信号提供增益前的SINR作为参考。具体使用什么作为参考可以自由设定，对此本发明实施例不予限定。

103：按照选定的天线数对上述数据信号进行解调处理。

上述实施例根据SINR的大小来选取合适的天线数，相比于使用固定个数的多个天线进行解调的方案，能够在SINR较大的时候选用更少的天线数，因此在保证能够正确解调前提下会增加小区用户的容量。

以下将给出一个更具体的实例，该实例中天线数量的可选项为1个、2个、4个；本实施例对不同信道条件下(发送数据信号具有不同SINR)的用户，根据用户信道条件SINR的不同，在保证解调正确的前提下，对接收到的数据信号进行自适应选择天线数的数据信号处理，如图2所示，有三个用户设备 UE0～UE2，四个天线201，假定其它影响信道条件的因素一致，由于UE0距离基站最近，UE1次之，UE2距离基站最远，因而从UE0～UE2的信道条件逐渐变差；其中与UE连接的线条表示其发送的数据信号，在被天线201接收以后，基站选择了处理接收到的数据信号的天线数，从图2中可以看到UE0使用了1个天线，UE1使用了2个天线，UE2使用了4个天线，由于信道条件好(SINR高)的用户设备(UE0和UE1，在逻辑上可以分别看作是近点和中点的用户设备)，其SINR较高，采用较少天线信号处理也不影响信号解调的正确性，这样在保证正确解调的同时节省了基带的处理资源；对于信道条件差远点用户(UE2)，采用4个天线进行处理来保证解调正确的需求。通过自适应选择天线数，在保证解调性能的同时提高小区的用户容量。以下为基站的安装和处理流程：

在基站架设后，进行初始接入时为了保证覆盖范围，可以将用户设备都归属为远点用户，来自所有用户设备的数据信号均采用4天线解调(最多天线数，这里按最大4天线举例)。上述初始接入的设置：通过配置固定选择最大天线数的策略对接收到的数据信号进行解调，可以兼容设置固定天线数的技术方案。

基站接入后接收用户设备发送的数据信号，这时可以将小区内的用户设备按照其信道条件(测量得到的SINR)不同，划分为逻辑上的近点、中点和远点用户，其中近点用户的信道条件好于中点用户的信道条件，中点用户的信道条件好于远点用户的信道条件。需要说明的是，本实施例将用户设备划分为3类，在实际应用中可以将用户设备划分为其它数量的类别的，例如4类，这个可以根据天线的可选数量来确定，对此本发明实施例不予限定。信道条件这里可以参考SINR的大小，例如图3所示：301：获取SINR；302：判断获取到的SINR是否是大于20，小于5，还是大于等于5且小于等于20(即属于区间[5，20])，由此来确定用户类型：大于20dB的用户属于近点用户，大于等于5dB到小于等于20dB之间的属于中点用户，小于5dB的划分为远点用户。这里的门限值可以仅做参考示意，实际的划分门限值可以根据实际的系统测试结果优化得到，具体的优化是：保证各天线接收信号合并后的SINR大于等于eNodeB的解调门限(解调门限是能够解调上述数据信号成功的最小SINR)。

303：逻辑上的近点、中点和远点用户分别采用各自对应的天线数例如1 天线、2天线和4天线进行信号解调处理。对近点、中点和远点用户来说，需要的天线个数是依次增加的。这里需要说明的是，在不同时间，用户设备的信道条件是可能发生变化，由于SINR变化，其对应类型也会发生变化，即处理天线数也应该是自适应选择的。例如，当UE0由于移动，在靠近UE1的位置时，其SINR大小从大于20降到区间【5，20】，相应地UE0由近点变为中点，这时需要将天线数由1变为2。

本方案在既不增加基站小区、又保证小区覆盖范围不变的前提下提高了小区用户容量：如原有方案支持4天线，小区最多支持400个用户；采用本方案，如表3所示：远点最多可支持400个用户，中点最多可支持800个用户，近点最多可支持1600个用户。这样如果考虑极端场景：如果所有用户都处于中点，则小区可支持800个用户，小区用户容量增加100％；如果所有用户都处于近点，则小区可支持1600个用户，小区用户容量增加300％；按照正常场景：假定近、中、远点的用户数按照2∶5∶1的比例分布，则小区可支持200+500+100＝800个用户，小区用户容量比现有方案增加了1倍。

表3本方案支持的用户容量关系表

	近点	中点	远点
				天线数(个)	1	2	4
最大用户数(个)	1600	800	400
				增加用户数(个)	1200	400	0
增加比例(％)	300	100	0

本发明实施例还提供了一种天线数据处理装置，如图4所示，包括：

信号接收单元401，用于接收来自用户设备的数据信号；

天线选择单元402，用于根据接收到的数据信号的质量选定天线数；

解调单元403，用于按照选定的天线数对上述数据信号进行解调处理。

上述天线选择单元402，用于根据接收到的数据信号的信号与干扰加噪声比SINR选定天线数。

更具体地，上述天线选择单元402，用于选择一定数量的天线；该数量的天线接收上述数据信号合并后的SINR大于或等于设定阈值，上述设定阈值大于或等于解调门限。使用SINR来衡量数据信号的质量只是众多衡量方法的一 种，不应理解为对本发明实施例的限定。

可选地，如图5所示，上述天线选择单元402包括：

判断单元501，用于判断收到的数据信号的SINR与解调门限的大小关系；天线调整单元502，用于若接收到的数据信号的SINR小于解调门限，则在当前天线数的基础上增加天线数，直到上述选定的天线数提供的增益与上述数据信号的SINR的和大于或等于解调门限；和/或，若接收到的数据信号的SINR大于解调门限，且在当前天线数的基础上减少天线数后，减少后的天线接收数据信号合并后的SINR大于或等于解调门限，则减少天线数。

或者，天线选择单元402包括：

判断单元501，用于判断接收到的数据信号的质量是否能够解调处理成功；

天线调整单元502，用于若根据接收到的数据信号的质量不能够解调处理成功，则在当前天线数的基础上增加天线数，直到能够解调成功；和/或，若根据接收到的数据信号的质量能够解调处理成功，且在当前天线数的基础上减少天线数也能解调成功，则在当前天线数的基础上减少天线数。

可选地，如图6所示，上述天线选择单元402包括：

第一确定单元601，用于按照上述获取的数据信号的SINR确定上述用户设备所对应的类；

第二确定单元602，用于按照上述用户设备所对应的类确定对应的天线数；

其中，每一个类对应一个数量的天线数，每一个类对应的天线数的天线接收数据信号合并后的SINR大于或等于设定阈值。

上述实施例根据SINR的大小来选取合适的天线数，相比于使用固定个数的多个天线进行解调的方案，能够在SINR较大的时候选用更少的天线数，因此在保证能够正确解调前提下会增加小区用户的容量。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，上述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的一种天线数据处理方法和装置进行了详细 介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (12)

1.一种天线数据处理方法，其特征在于，包括：

接收来自用户设备的数据信号；

根据接收到的数据信号的质量选定天线数；

按照选定的天线数对所述数据信号进行解调处理。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据接收到的数据信号的质量选定天线数包括：

根据接收到的数据信号的信号与干扰加噪声比SINR选定天线数。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述根据接收到的数据信号的SINR选定天线数包括：

选择一定数量的天线；该数量的天线接收所述数据信号合并后的SINR大于或等于设定阈值，所述设定阈值大于或等于解调门限。

4.根据权利要2所述方法，其特征在于，所述选定天线数包括：

若接收到的数据信号的SINR小于解调门限，则在当前天线数的基础上增加天线数，直到所述选定的天线数提供的增益与所述数据信号的SINR的和大于或等于解调门限；和/或

若接收到的数据信号的SINR大于解调门限，且在当前天线数的基础上减少天线数后，减少后的天线接收数据信号合并后的SINR大于或等于解调门限，则减少天线数。

5.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述选定天线数包括：

若根据接收到的数据信号的质量不能够解调处理成功，则在当前天线数的基础上增加天线数，直到能够解调成功；和/或

若根据接收到的数据信号的质量能够解调处理成功，且在当前天线数的基础上减少天线数也能解调成功，则在当前天线数的基础上减少天线数。

6.根据权利要求2所述方法，其特征在于，选定天线数包括：

按照所述数据信号的SINR确定所述用户设备所对应的类；按照所述用户设备所对应的类确定对应的天线数；

其中，每一个类对应一个数量的天线数，每一个类对应的天线数的天线接收数据信号合并后的SINR大于或等于设定阈值。

7.一种天线数据处理装置，其特征在于，包括：

信号接收单元，用于接收来自用户设备的数据信号；

天线选择单元，用于根据接收到的数据信号的质量选定天线数；

解调单元，用于按照选定的天线数对所述数据信号进行解调处理。

8.根据权利要求7所述装置，其特征在于，

所述天线选择单元，用于根据接收到的数据信号的信号与干扰加噪声比SINR选定天线数。

9.根据权利要求8所述装置，其特征在于，

所述天线选择单元，用于选择一定数量的天线；该数量的天线接收所述数据信号合并后的SINR大于或等于设定阈值，所述设定阈值大于或等于解调门限。

10.根据权利要7或8所述装置，其特征在于，所述天线选择单元包括：

判断单元，用于判断收到的数据信号的SINR与解调门限的大小关系；

天线调整单元，用于若接收到的数据信号的SINR小于解调门限，则在当前天线数的基础上增加天线数，直到所述选定的天线数提供的增益与所述数据信号的SINR的和大于或等于解调门限；和/或，若接收到的数据信号的SINR大于解调门限，且在当前天线数的基础上减少天线数后，减少后的天线接收数据信号合并后的SINR大于或等于解调门限，则减少天线数。

11.根据权利要7或8所述装置，其特征在于，所述天线选择单元包括：

判断单元，用于判断接收到的数据信号的质量是否能够解调处理成功；天线调整单元，用于若根据接收到的数据信号的质量不能够解调处理成功，则在当前天线数的基础上增加天线数，直到能够解调成功；和/或，若根据接收到的数据信号的质量能够解调处理成功，且在当前天线数的基础上减少天线数也能解调成功，则在当前天线数的基础上减少天线数。

12.根据权利要求8所述装置，其特征在于，所述天线选择单元包括：

第一确定单元，用于按照所述获取的数据信号的SINR确定所述用户设备所对应的类；

第二确定单元，用于按照所述用户设备所对应的类确定对应的天线数；

其中，每一个类对应一个数量的天线数，每一个类对应的天线数的天线接收数据信号合并后的SINR大于或等于设定阈值。

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