CN102148634A

CN102148634A - 天线发射分集的方法及系统

Info

Publication number: CN102148634A
Application number: CN2010101099317A
Authority: CN
Inventors: 李传军; 索士强; 孙长果
Original assignee: China Academy of Telecommunications Technology CATT
Current assignee: China Academy of Telecommunications Technology CATT; Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Priority date: 2010-02-08
Filing date: 2010-02-08
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2030-02-08
Also published as: CN102148634B

Abstract

本发明提出了一种天线发射分集的方法及系统，其中，该方法包括以下步骤：调制符号经过编码后形成虚拟端口的符号，其中，所述虚拟端口包括同一列+/-45度的物理天线端口；进行极化合成赋形，将所述虚拟端口的符号映射成物理天线端口的符号，并通过所述物理天线端口发射，其中，同一列+45度的极化端口和-45度的极化端口发射相同的数据。本发明通过对同一列的+/-45度极化端口进行极化合成赋形，然后采用天线发射分集的方法发射数据，不仅保证了控制信道和广播信道的性能要求，同时也保证了控制信道和广播信道的覆盖要求。

Description

天线发射分集的方法及系统

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别涉及一种天线发射分集的方法及系统。

背景技术

在TD-LTE(Transmit Divison-Long Term Evolution，发射分集-长期演进)网络中，支持2300-2400MHz频段的65度单元的4列双极化智能天线具有8个物理端口(射频通道)，在2300-2400MHz频段内的每个通道的单元波束设计为65±6度。其中，+45度极化的物理端口为1，2，3，4；-45度极化的物理端口为5，6，7，8；1和5为同一列±45度双极化端口，2和6为同一列±45度双极化端口，3和7为同一列±45度双极化端口，4和8为同一列±45度双极化端口。

在TD-LTE网络中，LTE的控制信道和广播信道需要实现扇区信号覆盖。现有的方法是，对相同极化的端口采用传统的广播波束赋形的方法实现扇区65度波束赋形，在不同极化的端口之间实现SFBC(Space Frequencyblock coder，空频分组编码)。

如图1所示为65度单元波束的方向图。在图中，单元波束宽度为64.99度，在+/-60度处电平下降为-10.22dB，前后比为28dB，可见这是一个理想的65度方向图。通过遗传算法等优化算法可得65度广播波束的权值为：

w＝[-0.2135+0.1616i

1.0000

0.1880+0.1324i

0.0262+0.1021i]；

由于这个权值是非等幅的，因此会带来功率损失，通过计算可得其功率损失为5.468dB，接近于6dB，也就是相当于用其中一个通道发送。其中，+45度或-45度极化的4个通道的广播波束方向图，如图2所示。

现有方法的缺陷是，在实现LTE控制信道和广播信道的发送时，功率损失达，无法达到LTE控制信道和广播信道的覆盖要求。因此，需要一种方法解决上述问题。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是解决现有方法功率损失大，无法达到LTE控制信道和广播信道的扇区覆盖要求的问题。

为了实现上述目的，本发明一方面提出一种天线发射分集的方法，包括以下步骤：调制符号经过编码后形成虚拟端口的符号，其中，所述虚拟端口包括同一列+/-45度的物理天线端口，如果天线包括8个物理天线端口，形成4个虚拟端口，则采用SFBC+FSTD(Frequency Switching TransmitDivision，频率切换发射分集)的方法对调制符号进行编码，如果天线包括4个物理天线端口，形成2个虚拟端口，则仅采用SFBC编码对调制符号进行编码；进行极化合成赋形，将所述虚拟端口的符号映射成物理天线端口的符号，并通过所述物理天线端口发射，其中，同一列+45度的极化端口和-45度的极化端口发射相同的数据。

本发明另一方面还提出一种天线发射分集的系统，包括编码模块和映射模块。所述编码模块用于对调制符号进行编码，以形成虚拟端口的符号，其中，所述虚拟端口包括同一列+/-45度的物理天线端口；所述映射模块用于进行极化合成赋形，将所述虚拟端口的符号映射成物理天线端口的符号，其中，同一列+45度的极化端口和-45度的极化端口发射相同的数据。本发明通过对同一列的+/-45度极化端口进行极化合成赋形，然后采用天线发射分集的方法发射数据，不仅保证了控制信道和广播信道的性能要求，同时也保证了控制信道和广播信道的覆盖要求。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为现有技术的65度单元波束的方向图；

图2为现有技术的同一极化的4个通道的扇区广播波束的方向图；

图3为本发明实施例的65度天线单元4列双极化智能天线的结构图；

图4为本发明实施例的天线发射分集方法的流程图；

图5为本发明一个实施例的8天线端口极化合成赋形的示意图；

图6为本发明一个实施例的4天线发射分集方法的流程图；

图7为本发明另一个实施例的4天线端口极化合成赋形的示意图；

图8为本发明另一个实施例的2天线发射分集方法的流程图；以及

图9为本发明实施例的天线发射分集系统的结构图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

如图3所示，为本发明中提及的65度天线单元4列双极化智能天线的结构图。该天线最多包括8个射频端口，其中，1、2、3、4为+45度极化端口，5、6、7、8为-45度极化端口，同时，1和5为同一列±45度双极化端口，2和6为同一列±45度双极化端口，3和7为同一列±45度双极化端口，4和8为同一列±45度双极化端口。

本发明主要在于对同一列的+/-45度极化端口进行极化合成赋形，然后采用天线发射分集的方法进行数据发射，不仅保证了控制信道和广播信道的性能要求，同时也保证了控制信道和广播信道的覆盖要求。

如图4所示，为本发明实施例的天线发射分集方法的流程图，包括以下步骤：

步骤S401，调制符号经过编码后形成虚拟端口的符号。

在步骤S401中，虚拟端口包括同一列+/-45度的物理天线端口。

步骤S402，进行极化合成赋形，将虚拟端口的符号映射成物理天线端口的符号，并通过物理天线端口发射。

在步骤S402中，同一列+45度的极化端口和-45度的极化端口发射相同的数据。

下面以两个实施例为例进行具体说明，通过具体实施例的描述，本发明上述的和/或附加的方面和优点将变得更加明显。

实施例1

如图5所示，为本发明一个实施例的8天线端口极化合成赋形示意图。极化合成赋形的权值为[1，1]，这样，8个物理天线端口虚拟为4个虚拟端口，即1和5虚拟为1个端口1′，2和6虚拟为1个端口2′，3和7虚拟为1个端口3′，4和8虚拟为1个端口4′。

然后，再结合4天线端口的SFBC+FSTD发射分集技术，共同实现65度天线单元的4列双极化智能天线的发射分集。

如图6所示，为本发明一个实施例的4天线发射分集方法的流程图，包括以下步骤：

步骤S601，对调制符号进行编码，得到4个虚拟端口的符号。

在图6中，调制符号s₃ s₂ s₁ s₀经过SFBC+FSTD编码后形成4个虚拟端口的符号，其在每个虚拟端口上的符号格式如下：

1)虚拟端口1′的符号为s₀-s₁ ^* 0 0，其中每个符号对应不同的子载波，RE的映射格式如下：

2)虚拟端口2′的符号为0 0 s₂-s₃ ^*，其中每个符号对应不同的子载波，RE的映射格式如下：

3)虚拟端口3′的符号为s₁ s₀ ^* 0 0，其中每个符号对应不同的子载波，RE的映射格式如下：

4)虚拟端口4′的符号为0 0 s₃ s₂ ^*，其中每个符号对应不同的子载波，RE的映射格式如下：

步骤S602，进行极化合成赋形，将4个虚拟端口的符号映射成8个物理天线端口的符号，并通过物理天线端口发射。

如图6所示，经过天线端口映射后，同一列的+/-45度极化端口发射相同的数据。具体地，物理天线端口1-8上发射的数据如下：

天线1：s₀-s₁ ^* 0 0；

天线5：s₀-s₁ ^* 0 0；

天线2：0 0 s₂-s₃ ^*；

天线6：0 0 s₂-s₃ ^*；

天线3：s₁ s₀ ^* 0 0；

天线7：s₁ s₀ ^* 0 0；

天线4：0 0 s₃ s₂ ^*；

天线8：0 0 s₃ s₂ ^*。

实施例2

本发明的天线发射分集方法不仅适用于4端口发射分集，也适用于2端口发射分集，即，可以取8个天线端口中的4个物理端口进行2端口发射分集。

如图7所示，为本发明另一个实施例的4天线端口极化合成赋形示意图。在图中，选取1、2、5、6列天线，当然也可以选取其他列天线。极化合成赋形的权值为[1，1]，这样，4个物理天线端口虚拟为2个虚拟端口，即1和5虚拟为1个端口1′，2和6虚拟为1个端口2′。

然后，再结合2天线端口的发射分集技术，共同实现65度天线单元的4列双极化智能天线的发射分集。

如图8所示，为本发明另一个实施例的2天线发射分集方法的流程图，包括以下步骤：

步骤S801，对调制符号进行编码，得到2个虚拟端口的符号。

在图8中，调制符号s₁ s₀经过SFBC编码后形成2个虚拟端口的符号，其在每个虚拟端口上的符号格式如下：

1)虚拟端口1′的符号为s₀-s₁ ^*，其中每个符号对应不同的子载波，RE的映射格式如下：

2)虚拟端口2′的符号为s₁ s₀ ^*，其中每个符号对应不同的子载波，RE的映射格式如下：

步骤S802，进行极化合成赋形，将2个虚拟端口的符号映射成4个物理天线端口的符号，并通过物理天线端口发射。

如图8所示，经过天线端口映射后，同一列的+/-45度极化端口发射相同的数据。具体地，物理天线端口1-8上发射的数据如下：

天线1：s₀-s₁ ^*；

天线5：s₀-s₁ ^*；

天线2：s₁ s₀ ^*；

天线6：s₁ s₀ ^*；

天线3：不发射；

天线7：不发射；

天线4：不发射；

天线8：不发射。

应理解，上述实施例仅是示意性的实施例，本领域的普通技术人员还可根据上述方案进行其他修改或变化，例如，选取其他列的天线，这些修改或变化均应包含在本发明的包含范围之内。

还应理解，上述天线发射分集的方法不仅适用于本发明中所提及的65度天线单元4列双极化智能天线，还适用于其他大间距65度天线单元的4列双极化多天线。

为实施如上所述的方法，本发明提供了一种天线发射分集的系统，如图7中所示。图7显示了本发明实施例的天线发射分集系统的结构示意图，该系统包括编码模块100和映射模块200。编码模块100用于对调制符号进行编码，以形成虚拟端口的符号，其中，虚拟端口包括同一列+/-45度的物理天线端口，如果天线包括8个物理天线端口，形成4个虚拟端口，则采用SFBC+FSTD的方法对调制符号进行编码，如果天线包括4个物理天线端口，形成2个虚拟端口，则仅采用SFBC编码对调制符号进行编码；映射模块200用于进行极化合成赋形，将虚拟端口的符号映射成物理天线端口的符号，其中，同一列+45度的极化端口和-45度的极化端口发射相同的数据。

本发明通过对同一列的+/-45度极化端口进行极化合成赋形，然后采用天线发射分集的方法发射数据，不仅保证了控制信道和广播信道的性能要求，同时也保证了控制信道和广播信道的覆盖要求。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带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，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种天线发射分集的方法，包括以下步骤：

调制符号经过编码后形成虚拟端口的符号，其中，所述虚拟端口包括同一列+/-45度的物理天线端口；和

进行极化合成赋形，将所述虚拟端口的符号映射成物理天线端口的符号，并通过所述物理天线端口发射，其中，同一列+45度的极化端口和-45度的极化端口发射相同的数据。

2.根据权利要求1所述的天线发射分集的方法，其特征在于，对调制符号进行编码，包括：

如果所述天线包括8个物理天线端口，并形成4个虚拟端口，则采用空频分组编码SFBC+频率切换发射分集FSTD的方法对调制符号进行编码；

如果所述天线包括4个物理天线端口，并形成2个虚拟端口，则仅采用SFBC编码对调制符号进行编码。

3.根据权利要求1所述的天线发射分集的方法，其特征在于，所述极化合成赋形的权值为[1，1]。

4.根据权利要求2所述的天线发射分集的方法，其特征在于，调制符号s₃ s₂ s₁ s₀经过编码后形成所述4个虚拟端口的符号分别为：

s₀ -s₁ ^* 0 0；

0 0 s₂ -s₃ ^*；

s₁ s₀ ^* 0 0；和

0 0 s₃ s₂ ^*。

5.根据权利要求4所述的天线发射分集的方法，其特征在于，所述8个物理天线端口的符号分别为：

s₀ -s₁ ^* 0 0；

0 0 s₂ -s₃ ^*；

s₁ s₀ ^* 0 0；

0 0 s₃ s₂ ^*；

s₀ -s₁ ^* 0 0；

0 0 s₂ -s₃ ^*；

s₁ s₀ ^* 0 0；和

0 0 s₃ s₂ ^*。

6.根据权利要求2所述的天线发射分集的方法，其特征在于，调制符号s₁ s₀经过编码后形成所述2个虚拟端口的符号分别为：

s₀-s₁ ^*；和

s₁ s₀ ^*。

7.根据权利要求6所述的天线发射分集的方法，其特征在于，所述4个物理天线端口的符号分别为：

s₀ -s₁ ^*；

s₁ s₀ ^*；

s₀-s₁ ^*；和

s₁ s₀ ^*。

8.一种天线发射分集的系统，包括：

编码模块，用于对调制符号进行编码，形成虚拟端口的符号，其中，所述虚拟端口包括同一列+/-45度的物理天线端口；以及

映射模块，用于进行极化合成赋形，将所述虚拟端口的符号映射成物理天线端口的符号，其中，同一列+45度的极化端口和-45度的极化端口发射相同的数据。

9.根据权利要求8所述的天线发射分集的系统，其特征在于，所述编码模块对调制符号进行编码，包括：

如果所述天线包括8个物理天线端口，并形成4个虚拟端口，则所述编码模块采用空频分组编码SFBC+频率切换发射分集FSTD的方法对调制符号进行编码；

如果所述天线包括4个物理天线端口，并形成2个虚拟端口，则所述编码模块仅采用SFBC编码对调制符号进行编码。

10.根据权利要求8所述的天线发射分集的系统，其特征在于，所述极化合成赋形的权值为[1，1]。

11.根据权利要求9所述的天线发射分集的系统，其特征在于，对调制符号s₃ s₂ s₁ s₀进行编码后形成的所述4个虚拟端口的符号分别为：

s₀ -s₁ ^* 0 0；

0 0 s₂ -s₃ ^*；

s₁ s₀ ^* 0 0；和

0 0 s₃ s₂ ^*。

12.根据权利要求11所述的天线发射分集的系统，其特征在于，所述8个物理天线端口的符号分别为：

s₀ -s₁ ^* 0 0；

0 0 s₂ -s₃ ^*；

s₁ s₀ ^* 0 0；

0 0 s₃ s₂ ^*；

s₀ -s₁ ^* 0 0；

0 0 s₂ -s₃ ^*；

s₁ s₀ ^* 0 0；和

0 0 s₃ s₂ ^*。

13.根据权利要求9所述的天线发射分集的系统，其特征在于，调制符号s₁ s₀经过编码后形成所述2个虚拟端口的符号分别为：

s₀ -s₁ ^*；和

s₁ s₀ ^*。

14.根据权利要求13所述的天线发射分集的系统，其特征在于，所述4个物理天线端口的符号分别为：

s₀ -s₁ ^*；

s₁ s₀ ^*；

s₀ -s₁ ^*；和

s₁ s₀ ^*。