CN104768214B - 分布式天线系统及其传输功率分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于分布式天线系统（DAS,distributed‑antenna system）及其传输功率分配方法。根据本发明的一实施例，一用于分配分布式天线系统内的子载波功率的方法包含：基带处理单元确定远程射频头与其所覆盖的用户设备间的实际服务关系；及基于所确定的实际服务关系，该基带处理单元为该远程射频头的实际传输子载波确定功率因子，从而为该远程射频头实际服务的用户设备分配传输功率。本发明具有改善用户设备的上行链路信道质量，及提高系统吞吐量的优点。

Description

分布式天线系统及其传输功率分配方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是关于分布式天线系统（DAS,distributed-antenna system）及其传输功率分配方法。

背景技术

随着室内业务量的提高，无线通信中的室内通信变得越来越重要。而分布式天线系统则是目前最有效的室内覆盖解决方案，且通常是基于光纤的分布式天线系统。基于光纤的分布式天线系统包含基带处理单元(BBU,Baseband Unit)及远程射频头（RRH,RemoteRadio Head），这两者间采用光纤架构进行连接，并由远程射频头（RRH,Remote RadioHead）实现所有的射频前端功能。

然而目前的分布式天线系统存在两个主要的问题：一个是基带处理单元意识不到用户设备的位置，另一个是无法动态地为每一个用户设备（User Equipment）分配传输功率。这导致现有的分布式天线系统不能调整每一个用户设备的子载波功率，而只能进行静态的等功率分配，无法借此优化系统效率。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一分布式天线系统及其传输功率分配方法，解决室内环境无线覆盖存在的功耗大、系统吞吐量不高等问题。

本发明的实施例提供一用于分配分布式天线系统内的子载波功率的方法，其包含：基带处理单元确定远程射频头与其所覆盖的用户设备间的实际服务关系；及基于所确定的实际服务关系，该基带处理单元为该远程射频头的实际传输子载波确定功率因子，从而为该远程射频头实际服务的用户设备分配传输功率。

在一实施例中，该基带处理单元通知该远程射频头实际服务的用户设备其所分配的传输功率，如将所确定的功率因子通知该远程射频头实际服务的用户设备。该基带处理单元通知该远程射频头实际服务的用户设备所确定的功率因子时，是在下行链路控制信道上广播该远程射频头的实际传输子载波数。在另一实施例中，该基带处理单元是根据一设定的上行链路信道质量门限判断所覆盖的用户设备是否是该远程射频头实际服务的对象。在又一实施例中，该功率因子是以该远程射频头的总功率除以实际传输子载波数得到的。该远程射频头实际服务的用户设备中每一者在该远程射频头所分配到的传输功率是所确定的功率因子与该用户设备的子载波数的乘积。

本发明的实施例还提供一基带处理单元，包含实际服务关系产生器，确定远程射频头与其所覆盖的用户设备间的实际服务关系；及功率因子产生器，其基于所确定的实际服务关系，为该远程射频头的实际传输子载波确定功率因子，从而为该远程射频头实际服务的用户设备分配传输功率。

在一实施例中，该基带处理单元进一步包含传输功率通知器，通知该远程射频头实际服务的用户设备其所分配的传输功率，例如将所确定的功率因子通知该远程射频头实际服务的用户设备以通知其所分配的传输功率。该传输功率通知器通知该远程射频头实际服务的用户设备其所分配的功率因子时，是在下行链路控制信道上广播该远程射频头的实际传输子载波数。该实际服务关系产生器是根据一设定的上行链路信道质量门限判断所覆盖的用户设备是否是该远程射频头实际服务的对象。

相较于传统的分布式天线系统，本发明的分布式天线系统可调整和重新分配各用户设备的子载波功率，从而提高用户设备的上行链路信道质量，进而提高系统的吞吐量。

附图说明

图1是一个采用子载波功率平均分配的分布式天线系统的数据传输示意图。

图2是根据本发明一实施例的分布式天线系统的结构示意图。

图3是根据本发明一实施例的在分布式天线系统内动态分配用户设备的传输功率的方法的流程图。

图4是根据本发明一实施例进行功率分配的数据传输示意图。

图5是根据本发明一实施例的基带处理单元的结构方块图。

具体实施方式

为更好的理解本发明的精神，以下结合本发明的部分优选实施例对其作进一步说明。

在分布式天线系统中，基带处理单元与多个远程射频头连接，而各远程射频头又可覆盖一个或多个用户设备。处于其中一个远程射频头的覆盖区域的用户设备，可能同时会被其它远程射频头覆盖到。在这种情况下，尽管用户设备实质上只由多个远程射频头中的一个或几个提供服务，但其它远程射频头仍为该用户设备的分配传输功率。假定该分布式天线系统的带宽为20MHZ，共1200个子载波，所有子载波的总功率为P，则在平均分配的情况下，每个子载波的功率为Pi=P/1200。对每一用户设备而言，其传输功率就是每个子载波的功率乘以其子载波数。

图1是一个采用子载波功率平均分配的分布式天线系统的数据传输示意图。如图1所示，该分布式天线系统包含四个远程射频头、五个用户设备，分别为RRH1、RRH2、RRH3、RRH4，及UE1、UE2、UE3、UE4、UE5。根据上述的传输功率平均分配原则，在该分布式天线系统中，无论各用户设备与远程射频头间是否存在实际服务关系，远程射频头在所有对应的子载波上均向该用户设备传输数据。

为避免无谓的功耗浪费和提高系统吞吐量，本发明的实施例提供一利用用户设备位置实施的灵活的功率分配技术方案，其主要通过测量各远程射频头的上行链路信号以确定远程射频头与用户设备间的实际服务关系，从而使基带处理单元获得每一个远程射频头所实际服务的用户设备信息。根据实际服务关系，根据各远程射频头的总功率，基带处理单元动态调整各用户设备的子载波功率。例如，仅为当前远程射频头实际服务的用户设备的子载波分配功率，而对处于其覆盖范围内但由其它远程射频头实际服务的用户设备的子载波则不分配或降低功率。如此这般，即可提高各远程射频头上用户设备的上行链路信道质量。

图2是根据本发明一实施例的分布式天线系统20的结构示意图。图3是根据本发明一实施例的在分布式天线系统20内动态分配用户设备22的传输功率的方法的流程图，该分布式天线系统20可采用如图2所示的结构。

具体的，图2所示的分布式天线系统20包含一基带处理单元24，及与该基带处理单元24连接的多个远程射频头26，例如可通过光纤进行连接。该基带处理单元24与多个远程射频头26构成的小区可覆盖至少一个用户设备22，其中多个远程射频头26可交叉覆盖同一用户设备22，但未必都为该用户设备22提供实际服务。举例而言，用户设备22中的UE1可为多个远程射频头26中的RRH1、RRH2所覆盖，但仅RRH1为UE1提供实际服务。同样，对于覆盖多个用户设备22的一远程射频头26而言，其未必会为所覆盖的所有用户设备22提供实际服务。例如，多个远程射频头26中的RRH1覆盖用户设备22中的UE1、UE2，但仅为UE1提供实际服务。

结合图3，在步骤30中，基带处理单元24会捕捉各远程射频头26的上行链路信号，并针对每一个远程射频头26分析其所覆盖的每一用户设备22的上行链路信道质量，借此可确定产生每一远程射频头26与其所覆盖的用户设备22间的实际服务关系。在分析上行链路信道质量时，基带处理单元24根据一设定的信道质量门限，如一定的信噪比值进行比较，对于上行链路的信道质量达到或超过信道质量门限的用户设备22，基带处理单元24会将其视为由该远程射频头26提供服务；而对于上行链路的信道质量低于信道质量门限的用户设备22将视为不是该远程射频头提供实际服务的对象。该实际服务关系可由一矩阵C表示，举例如下：

其中“1”代表实际服务，而“0”代表未提供实际服务。因此该实际服务关系矩阵解读为：多个用户设备22中UE1由多个远程射频头26中的RRH1提供实际服务，UE2由RRH1、RRH2提供实际服务，UE3由RRH1、RRH3提供实际服务，UE4由RRH3提供实际服务，而UE5则由RRH3、RRH4提供实际服务。

此外，在室内环境中，考虑到用户设备22的移动通常并不频繁。该实际服务关系不需要实时更新，可采用较简单的周期性扫描方式或事件触发式等。

在得到用户设备22与远程射频头26间的实际服务关系后，在步骤32中，基带处理单元24会根据实际服务关系为每一个用户设备22的分配传输功率，而非进行平均分配。同样假定该分布式天线系统的带宽为20MHZ共1200个子载波，所有实际传输子载波的总功率为P，即各远程射频头26具有相同的总功率P。对于上述矩阵所示的实际服务关系，假设用于UE1的子载波数是N1，用于UE2的子载波数是N2，用于UE3的子载波数是N3，用于UE4的子载波数是N4，而用于UE5的子载波数是N5。则对于RRH1，其用于传输数据的实际传输子载波总数是N1+N2+N3，每一个子载波的功率因子是P/N1+N2+N3。类似的，对于RRH2，其用于传输数据的实际传输子载波总数是N2，每一个子载波的功率因子是P/N2；对于RRH3，其用于传输数据的实际传输子载波总数是N3+N4+N5，每一个子载波的功率因子是P/N3+N4+N5；对于RRH4，其用于传输数据的实际传输子载波总数是N5，每一个子载波的功率因子是P/N5。相应的可以确定各远程射频头26实际服务的用户设备22所分配的传输功率。例如，在远程射频头26中的RRH1处，各用户设备22所分配到的传输功率为：UE1所分配的传输功率为（P/N1+N2+N3）×N1，UE2所分配的传输功率为（P/N1+N2+N3）×N2，UE3所分配的传输功率为（P/N1+N2+N3）×N3，而UE4及UE5所分配的传输功率为零。

图4是根据本发明一实施例进行功率分配，即依据上述矩阵所示实际服务关系进行功率分配时的数据传输示意图。如图4所示，RRH1仅在UE1、UE2、UE3的子载波上传输数据，而在UE4、UE5的子载波上仅传输下行链路控制信号和小区专用参考信号等特别信息以保持信号间的整体性(integrality)。

显然，在本发明实施例中，如果一远程射频头26实际服务的用户设备22少于其覆盖的用户设备22时，远程射频头26上的每一个实际传输子载波所分配的功率就大于平均分配时的功率。这将有利于提高各用户设备的上行链路信道质量，进而提高系统的吞吐量。在实际应用中，这现象极为普遍，且实际服务的用户设备通常远少于其覆盖的用户设备，因此本发明的优点更为凸显。

此外，为便于用户设备22解码接收的符号，基带处理单元24需通知该用户设备22其所分配的传输功率。因而在步骤34中，基带处理单元24会通过信令形式将通知远程射频头26实际服务的各用户设备22其所分配的传输功率。例如，在各远程射频头26上进行下行控制信道广播，并指示各用户设备22所分配的传输功率，如指示所确定的功率因子。在用户设备22知道总的功率和总的子载波数的情况下，可仅在物理下行链路控制信道上发送各远程射频头26的实际传输子载波数即可，用户设备22可自行计算得到功率因子和其所分配的功率。由于各远程射频头26的实际传输子载波数远通常远小于100，因此该信令的实际开销很低。

图5是根据本发明一实施例的基带处理单元24的结构方块图。如图5所示，该基带处理单元22包含实际服务关系产生器240，确定远程射频头26与其所覆盖的用户设备22间的实际服务关系；及功率因子产生器242，其基于所确定的实际服务关系，为该远程射频头26的实际传输子载波确定功率因子，从而为该远程射频头26实际服务的用户设备22分配传输功率。在一实施例中，该实际服务关系产生器240是根据一设定的上行链路信道质量门限判断所覆盖的用户设备22是否是该远程射频头26实际服务的对象。

此外，该基带处理单元24还可进一步包含传输功率通知器244，通知该远程射频头26实际服务的用户设备22其所分配的传输功率。

在一实施例中，该传输功率通知器244会将所确定的功率因子通知该远程射频头26实际服务的用户设备22以通知其所分配的传输功率，例如在下行链路控制信道上广播该远程射频头26的实际传输子载波数即可。

需要指出的是，由于技术的发展和标准的更新，具有相同功能的部件往往具有多个不同的称呼。本发明专利申请书中所使用的技术名词是为解释和演示本发明的技术方案，应以其在本技术领域内所共识的功能为准，而不能仅以名称的异同任意解读。

本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求书所涵盖。

Claims (10)

1.一种用于分配分布式天线系统内的子载波功率的方法，包含：

基带处理单元确定远程射频头与其所覆盖的用户设备间的实际服务关系，其中该基带处理单元是根据一设定的上行链路信道质量门限判断所覆盖的用户设备是否是该远程射频头实际服务的对象；及

基于所确定的实际服务关系，该基带处理单元为该远程射频头的实际传输子载波确定功率因子，从而为该远程射频头实际服务的用户设备分配传输功率，其中该功率因子是以该远程射频头的总功率除以实际传输子载波数得到的。

2.如权利要求1所述的方法，其进一步包含该基带处理单元通知该远程射频头实际服务的用户设备其所分配的传输功率。

3.如权利要求2所述的方法，其中该基带处理单元将所确定的功率因子通知该远程射频头实际服务的用户设备以通知其所分配的传输功率。

4.如权利要求2所述的方法，其中该基带处理单元通知该远程射频头实际服务的用户设备所分配的功率时，是在下行链路控制信道上广播该远程射频头的实际传输子载波数。

5.如权利要求1所述的方法，其中该远程射频头实际服务的用户设备中每一者在该远程射频头所分配到的传输功率是所确定的功率因子与该用户设备的子载波数的乘积。

6.一种基带处理单元，包含：

实际服务关系产生器，确定远程射频头与其所覆盖的用户设备间的实际服务关系，其中该实际服务关系产生器是根据一设定的上行链路信道质量门限判断所覆盖的用户设备是否是该远程射频头实际服务的对象；及

功率因子产生器，其基于所确定的实际服务关系，为该远程射频头的实际传输子载波确定功率因子，从而为该远程射频头实际服务的用户设备分配传输功率，其中该功率因子是以该远程射频头的总功率除以实际传输子载波数得到的。

7.如权利要求6所述的基带处理单元，其进一步包含传输功率通知器，通知该远程射频头实际服务的用户设备其所分配的传输功率。

8.如权利要求7所述的基带处理单元，其中该传输功率通知器将所确定的功率因子通知该远程射频头实际服务的用户设备以通知其所分配的传输功率。

9.如权利要求7所述的基带处理单元，其中该传输功率通知器通知该远程射频头实际服务的用户设备其所分配的传输功率时，是在下行链路控制信道上广播该远程射频头的实际传输子载波数。

10.如权利要求6所述的基带处理单元，其中该远程射频头实际服务的用户设备中每一者在该远程射频头所分配到的传输功率是所确定的功率因子与该用户设备的子载波数的乘积。