CN116349091A - 一种基站天线及基站设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基站天线及基站设备，基站天线包括：信号处理单元、信号馈电单元和天线阵列；信号处理单元，与远端射频单元之间存在第一通道，用于通过所述第一通道接收来自所述远端射频单元的第一控制消息；第一控制消息用于指示第一信号的时序信息，及所述时序信息上对应的波束状态；根据所述第一控制消息，向所述信号馈电单元发送所述第一信号的控制指令；控制指令用于指示所述信号馈电单元在所述波束状态对应的时序信息上的移相馈电状态；信号馈电单元，用于根据控制指令，基于波束状态对应的时序信息上的移相馈电状态，对来自信号处理单元的第一信号进行移相馈电处理，并发送给所述天线阵列；天线阵列，用于发射移相馈电后的第一信号。

Description

一种基站天线及基站设备 技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种基站天线及基站设备。

背景技术

多输入多输出(multiple input multiple output，MIMO)技术是长期演进(long term evolution)系统以及新无线(New Radio，NR)系统中的核心技术。在MIMO系统中，基站设备的发送端和接收端之间采用多根天线，发送端和接收端在每根天线之间可以形成对应的信道，且各根天线所对应的这些信道互不影响、互不干扰。信号可以通过这些信道在发射端和接收端之间进行传输，以实现信道的空间分集和复用。通过使用上述基站天线传输信号，不仅有助于提高信号的传输速率和一次传输信号的数据量，还能通过互不干扰的信道传输来提高信号传输的质量和准确性。

为利用多根天线实现不同的波束方向和波束覆盖，远端射频单元(radio remote unit，RRU)可以给天线发送控制命令，该控制命令可以用于改变共线阵天线阵子的相位，或者改变共线阵天线阵子的垂直分量和水平分量的幅值大小，或者改变共线阵天线阵子的合成分量的场强强度；天线接收到该控制命令后，通过调整电机的驱动电压等方式，实现对移相器的调节，从而实现天线阵子的相位等参数的调节，实现天线波束方向的调节。

但是，现有技术中，从RRU下发给天线控制命令到天线调整波束方向可能存在较大延迟，导致基站无法在需要的时间发送或接收特定的波束方向，难以提高天线的传输性能。

发明内容

本申请提供一种基站天线及基站设备，用以根据需要动态调整基站天线，以使天线发送或接收特定的波束方向，提高基站天线的性能。

第一方面，本申请提供一种基站天线，包括信号处理单元、信号馈电单元和天线阵列；

所述信号处理单元，与远端射频单元之间存在第一通道，用于通过所述第一通道接收来自所述远端射频单元的第一控制消息；所述第一控制消息用于指示第一信号的时序信息，及所述时序信息上对应的波束状态；所述第一信号为发送信号或接收信号；根据所述第一控制消息，向所述信号馈电单元发送所述第一信号的控制指令；所述控制指令用于指示所述信号馈电单元在所述波束状态对应的时序信息上的移相馈电状态；

所述信号馈电单元，用于根据所述控制指令，基于所述波束状态对应的时序信息上的移相馈电状态，对来自所述信号处理单元的所述第一信号进行移相馈电处理，并发送给所述天线阵列；或者，根据所述控制指令，基于所述波束状态对应的时序信息上的移相馈电状态，对来自所述天线阵列的第一信号进行移相馈电处理，并发送给所述信号处理单元；

所述天线阵列，用于发射移相馈电后的所述第一信号，或者接收所述第一信号并发送给所述信号馈电单元。

以第一信号为发送信号为例，通过上述设计，信号处理单元可以根据第一控制消息确定第一信号的时序信息，及在时序信息上对应的波束状态，从而，信号处理单元向信号馈电单元在第一信号对应的时序信息上，发送所述第一信号的控制指令；使得信号馈电单元 根据该控制指令，调整信号馈电单元的移相馈电状态，使得该移相馈电状态可以调整到第一信号的时序信息对应的波束状态，从而，实现天线阵列可以发送对应波束状态的第一信号。相应的，以第一信号为接收信号为例，通过上述设计，信号处理单元可以根据第一控制消息确定第一信号的时序信息，及在时序信息上对应的波束状态，从而，信号处理单元向信号馈电单元在第一信号对应的时序信息上发送所述第一信号的控制指令。在通过天线阵列接收到第一信号时，天线阵列可以将第一信号发送给信号馈电单元，此时，信号馈电单元可以根据接收到的控制指令，调整信号馈电单元的移相馈电状态，使得该移相馈电状态可以对应到第一信号的时序信息上对应的波束状态。由于信号馈电单元在第一信号的时序上调整至相应的移相馈电状态，从而，可以正常接收到第一信号，并将接收到的第一信号发送给信号处理单元，以使信号处理单元发送给远端射频单元，以完成第一信号的正确接收。

在一种可选地设计中，所述信号处理单元与所述远端射频单元之间还包括第二通道；所述信号处理单元还用于：通过所述第一通道接收来自所述远端射频单元发送的第一控制消息之前，通过所述第二通道接收来自所述远端射频单元发送的第二控制消息；所述第二控制消息用于指示所述信号馈电单元的移相馈电状态；所述信号馈电单元的移相馈电状态与波束状态具有对应关系；所述信号处理单元根据所述第一控制消息，向所述信号馈电单元发送所述第一信号的控制指令时，具体用于：根据所述第一控制消息和所述第二控制消息，确定所述第一信号的控制指令并发送给所述信号馈电单元。

在上述设计中，远端射频单元可以预先通过第二通道，将信号馈电单元的移相馈电状态与波束状态的对应关系发送给信号处理单元，从而，可以使得信号处理单元无需确定信号馈电单元的移相馈电状态与波束状态的对应关系，降低信号处理单元所需的计算量，提高信号处理单元处理信号的效率，提高基站天线的性能，降低基站天线的时延。

在一种可选地设计中，所述第一控制消息可以包括波束状态指示信息；所述波束状态指示信息用于指示所述第一信号的时序信息上对应的波束状态。

在上述设计中，远端射频单元可以与基站天线预先设置第一信号中的波束状态所对应的时序信息的时间单元的大小，例如，预先设置每个波束状态对应的最小时间单元为1个子帧，此时，波束状态指示信息可以包括在每个子帧上对应的波束状态。在该场景下，在基站天线接收到波束状态指示信息后，可以根据预先设置的每个波束状态对应的最小时间单元为1个子帧，确定出波束状态指示信息中指示的是每个子帧上对应的波束状态，并确定出每个波束状态对应的时序信息。例如，波束状态1对应第1个子帧和第2个子帧，波束状态2对应第2个子帧等。再比如，远端射频单元可以与基站天线预先约定，波束状态指示信息用于指示每个波束状态的初始时序位置，例如，波束状态指示信息包括波束状态1连续出现的首个子帧号，波束状态2连续出现的首个子帧号，及第一信号的最后一个子帧号。从而，信号处理单元可以确定波束状态1对应的子帧位置和波束状态2对应的子帧位置。

在一种可选地设计中，所述第一控制消息还包括同步指示信息；所述同步指示信息用于指示所述第一信号的时序信息。

在上述设计中，远端射频单元可以动态调整波束状态指示信息所指示的每个波束状态，通过同步指示信息指示第一信号的时序信息，基站天线可以基于第一控制消息中的波束状态指示信息和同步指示信息，确定第一信号中每个波束状态对应的时序信息，根据每个波 束状态对应的时序信息调整基站天线，实现对特定波束方向的信号进行收发。

在一种可选地设计中，所述同步指示信息包括：所述第一信号的时序信息与所述第一控制消息的时序信息的相对关系。

在上述设计中，远端射频单元可以动态调整波束状态指示信息所指示的每个波束状态，通过同步指示信息指示第一信号的时序信息与所述第一控制消息的时序信息的相对关系，可以避免指示第一信号中每个时间单元上对应的波束状态，并有效减小第一控制消息的开销。

在一种可选地设计中，所述同步指示信息还包括：所述第一信号为发送信号或为接收信号。通过上述设计，基站天线可以基于第一通道接收到的第一控制消息，确定第一信号为发送信号，或接收信号。

在一种可选地设计中，所述信号处理单元与所述远端射频单元之间还包括第三通道；所述信号处理单元还用于通过所述第三通道接收来自所述远端射频单元的同步指示信息；所述同步指示信息用于指示所述第一信号的时序信息。

通过上述设计，在信号处理单元可能无法及时通过第一通道发送第一控制消息中的指示信息时，还可以通过第三通道发送同步指示信息，例如，第一通道用于发送第一控制消息中的波束状态指示信息，第三通道用于发送第一控制消息中的同步指示信息。再比如，还可以根据第一控制消息的数据量，将第一控制消息分为第一部分和第二部分，通过第一通道发送第一控制消息中的第一部分，第三通道用于发送第一控制消息中的第二部分。从而，以降低第一控制消息发送时延，为基站天线在第一信号对应的时序上调整至相应的波束状态做好准备，降低对基站天线的要求。

在一种可选地设计中，所述第一通道的通信速率可以大于所述第二通道的通信速率。

这样可以提高第一控制消息发送的实时性，降低第一控制消息的发送时延。

在一种可选地设计中，所述第三通道的通信速率可以大于所述第二通道的通信速率。

这样可以提高第一控制消息发送的实时性，降低第一控制消息的发送时延。

在一种可选地设计中，所述信号馈电单元包括移相器；所述波束状态指示信息包括以下至少一项：所述移相器的开关状态、所述移相器的连接状态、波束方向信息。基于该方案可以根据需要发送波束状态指示信息的内容，提高波束状态指示的灵活性。

第二方面，本申请提供一种远端射频单元，包括处理模块和第一端口；所述第一端口用于连接所述远端射频单元与基站天线之间的第一通道；所述处理模块，用于生成第一控制消息；所述第一控制消息用于指示第一信号的时序信息，及所述时序信息上对应的波束状态；所述第一信号为发送信号或接收信号；所述第一端口，用于通过所述第一通道向所述基站天线发送所述第一控制消息；所述第一控制消息用于指示所述基站天线中的信号馈电单元在所述第一信号的时序信息对应的时间上调整至所述第一信号的波束状态所对应的移相馈电状态。

通过上述设计，远端射频单元可以通过第一端口建立与基站天线之间的第一通道，远端射频单元可以通过第一通道向基站天线发送第一控制消息。使得基站天线中的信号馈电单元在所述第一信号的时序信息对应的时间上调整至所述第一信号的波束状态所对应的移相馈电状态。以第一信号为发送信号为例，信号处理单元通过基站天线的第一通道接收到第一控制消息后，可以根据第一控制消息确定第一信号的时序信息，及在时序信息上对应的波束状态，信号处理单元向信号馈电单元在第一信号对应的时序信息上，发送所述第 一信号的控制指令；使得信号馈电单元根据该控制指令，调整信号馈电单元的移相馈电状态，使得该移相馈电状态可以对应到第一信号的时序信息上对应的波束状态。如此，可以实现在第一信号的波束状态对应的时间量级上调整基站天线的移相馈电状态，实现对基站天线接收或发送特定波束方向的信号，提高基站的性能。

在一种可选地设计中，还包括第二端口；所述第二端口用于连接所述远端射频单元与所述基站天线之间的第二通道；所述处理模块，还用于生成所述第一控制消息之前，生成第二控制消息；所述第二控制消息用于指示所述信号馈电单元的移相馈电状态；所述信号馈电单元的移相馈电状态与波束状态具有对应关系；所述第二端口，用于通过所述第二通道向所述基站天线发送所述第二控制消息。

通过上述方法，远端射频单元可以基于第二通道，向基站天线发送第二控制消息，将信号馈电单元的移相馈电状态与波束状态的对应关系发送给信号处理单元，可以使得信号处理单元无需确定信号馈电单元的移相馈电状态与波束状态的对应关系，降低信号处理单元所需的计算量，提高信号处理单元的处理信号的效率，以提高基站天线的性能，降低基站天线的时延。

在一种可选地设计中，所述第一控制消息包括：波束状态指示信息；所述波束状态指示信息用于指示所述第一信号的时序信息上对应的波束状态。

在上述设计中，远端射频单元可以与基站天线预先设置第一信号中的波束状态所对应的时序信息的时间单元的大小，例如，预先设置每个波束状态对应的最小时间单元为1个子帧，此时，波束状态指示信息可以包括在每个子帧上对应的波束状态，可以使得基站天线通过波束状态指示信息，确定第一信号上每个波束状态对应的时序位置(例如，子帧位置，还可以是相应的时间单元的位置)。

在一种可选地设计中，所述第一控制消息还包括：同步指示信息；所述同步指示信息用于指示所述第一信号的时序信息。

在上述设计中，远端射频单元可以动态调整波束状态指示信息所指示的每个波束状态，通过同步指示信息指示第一信号的时序信息，基站天线可以基于第一控制消息中的波束状态指示信息和同步指示信息，确定第一信号中每个波束状态对应的时序信息，并相应调整基站天线，实现对特定波束方向的信号进行收发。

在一种可选地设计中，所述同步指示信息包括：所述第一信号的时序信息与所述第一控制消息的时序信息的相对关系。通过该种设计，远端射频单元可以动态调整波束状态指示信息所指示的每个波束状态，通过同步指示信息指示第一信号的时序信息与所述第一控制消息的时序信息的相对关系，从而，可以避免指示第一信号中每个时间单元上对应的波束状态，有效减小第一控制消息的开销。

在一种可选地设计中，所述同步指示信息还包括：所述第一信号为发送信号或为接收信号。通过该设计，远端射频单元还可以指示第一信号为发送信号，或接收信号，使得基站天线相应调整信号馈电单元在相应的时间上发送第一信号或接收第一信号。

在一种可选地设计中，还包括第三端口；所述第三端口用于连接所述远端射频单元与所述基站天线之间的第三通道；所述处理模块，处理模块还用于生成同步指示信息；所述同步指示信息用于指示所述第一信号的时序信息；所述第三端口，用于通过所述第三通道向所述基站天线发送所述同步指示信息。

通过上述设计，处理模块在第一通道可能无法及时发送第一控制消息中的指示信息时， 可以通过第三通道的第三端口发送，例如，第一通道用于发送第一控制消息中的波束状态指示信息，第三通道用于发送第一控制消息中的同步指示信息。再比如，处理模块还可以根据第一控制消息的数据量，将第一控制消息分为第一部分和第二部分，通过第一通道发送第一控制消息中的第一部分，通过第三通道用于发送第一控制消息中的第二部分。从而可以降低第一控制消息发送时延，为基站天线在第一信号对应的时序上调整至相应的波束状态做好准备，降低对基站天线的要求。

在一种可选地设计中，所述第一通道的通信速率大于所述第二通道的通信速率。这样可以提高第一控制消息发送的实时性，降低第一控制消息的发送时延。

在一种可选地设计中，所述第三通道的通信速率大于所述第二通道的通信速率。这样可以提高第一控制消息发送的实时性，降低第一控制消息的发送时延。

在一种可选地设计中，所述基站天线包括移相器；所述波束状态指示信息包括以下至少一项：所述移相器开关的状态、所述移相器的连接状态、波束方向信息。基于该设计可以根据需要发送波束状态指示信息的内容，提高波束状态指示的灵活性。

示例性的，上述第一方面所示的基站天线中，天线阵列中包括的多个辐射单元中存在至少一个辐射单元为双极化辐射单元。上述第一方面所示的基站天线中，移相馈电网络可以为垂直馈电网络，用于调节波束的下倾角。

第三方面，本申请实施例还提供一种基站设备，包括上述第一方面以及第一方面的任意一种可能的设计中的基站天线和/或上述第二方面以及第二方面的任意一种可能的设计中的远端射频单元。此外，基站设备还可以包括多个收发信机，多个收发信机分别连接至基站设备的一个无线电口。

示例性的，上述第三方面所示的基站设备中，收发信机可以是远端射频模块(radio remote unit，RRU)。

附图说明

图1a示例性示出一种基站天线的内部结构示意图；

图1b示例性示出本申请实施例适用的一种系统架构示意图；

图2示例性示出一种基站天线的内部结构示意图；

图3示例性示出另一种基站天线的内部结构示意图；

图4示例性示出另一种基站天线的内部结构示意图；

图5a示例性示出本申请实施例提供的一种基站天线和收发信机的连接方式示意图；

图5b示例性示出本申请实施例提供的一种移相器开关的结构示意图；

图5c示例性示出本申请实施例提供的一种移相器的结构示意图；

图5d示例性示出本申请实施例提供的一种移相器的结构示意图；

图6a示例性示出本申请实施例提供的一种控制基站天线的方法的流程示意图；

图6b示例性示出本申请实施例提供的一种第一控制消息的结构示意图；

图6c示例性示出本申请实施例提供的一种第一控制消息的结构示意图；

图6d示例性示出本申请实施例提供的一种第一控制消息的结构示意图；

图6e示例性示出本申请实施例提供的一种第一控制消息的结构示意图；

图7a示例性示出本申请实施例提供的另一种基站天线的结构示意图；

图7b示例性示出本申请实施例提供的一种控制基站天线的方法的流程示意图；

图8a示例性示出本申请实施例提供的另一种基站天线的结构示意图；

图8b示例性示出本申请实施例提供的一种控制基站天线的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请实施例进行详细描述。

本申请实施例提供一种基站天线，如图1a所示，包括多个天线端口、馈电网络以及多列天线阵列，馈电网络包括多个输入端口、多个输出端口以及切换开关(图中未示出)，多个输入端口与多个天线端口分别一一连接，每个输出端口可以连接至一个馈电网络对应的天线阵列，其中，馈电网络的切换开关可以用于改变馈电网络的输出端口与输入端口之间的连接状态。在通过调节馈电网络的切换开关时，即馈电网络中不同的连接状态下，馈电网络中连接至多个输出端口的输入端口的数量不同，输入端口与天线端口之间连通形成的收发通道也可以不同，以实现对收发信号时的天线阵列的选择。另外，馈电网络的切换开关还可以包括馈电网络中的移相器的开关，以切换相应的基站天线的天线阵子的相位。通过收发信机发送的控制消息确定切换时机和切换状态，并根据切换时机和切换状态，控制馈电网络的切换开关，实现基站天线在收发相应波束状态的信号时，同步切换相应的基站天线的天线阵子的相位等状态，实现符号级的基站天线的波束方向的切换。

下面对本申请涉及或可能涉及的词语进行解释：

1)时域资源，包括时间单元，时间单元可以为时隙(slot)，迷你时隙(mini-slot)，符号(symbol)或其他时域粒度(如系统帧、子帧)，其中一个时隙可以包括至少一个符号，例如14个符号，或者12个符号。

在5G NR中，一个时隙可以由用作下行传输的符号、用作灵活的符号、用作上行传输的符号等其中的至少一个组成，这样的时隙构成称为不同的时隙格式(slot format，SF)，时隙格式最多可能有256种。

时隙可以有不同的时隙类型，不同的时隙类型包括的符号个数不一样，如迷你时隙(mini slot)包含小于7个符号，2个符号，3个符号，4个符号等，普通时隙(slot)包含7个符号或14个符号等。根据子载波间隔不同，每个符号长度可以不同，因此时隙长度可以不同。

2)至少一个，是指一个，或一个以上，即包括一个、两个、三个及以上；多个，是指两个，或两个以上，即包括两个、三个、四个及以上；连接，是指耦合，包括直接相连或经由其他器件间接相连以实现电连通。

下面结合附图对本发明实施例进行详细说明。首先，介绍本发明实施例提供的基站天线所应用的场景，之后，介绍本发明实施例提供的基站天线的具体结构。

本申请实施例提供的技术方案可以应用于长期演进(long term evolution，LTE)系统、LTE频分双工(frequency division duplex，FDD)系统、LTE时分双工(time division duplex，TDD)、通用移动通信系统(universal mobile telecommunication system，UMTS)、全球互联微波接入(worldwide interoperability for microwave access，WiMAX)通信系统、以及新无线(new radio，NR)通信系统等。当然，本申请实施例提供的技术方案也可以应用于机器到机器(machine to machine，M2M)网络、物联网(internet of things，IoT)网络或者其他网络。在本申请实施例中，上述的术语都是指相同类型的设备之间建立的链路，其含义相同。所谓相同类型的设备，可以是终端到终端之间的链路，也可以是基站到基站之间的 链路，还可以是中继节点到中继节点之间的链路等，本申请实施例对此不做限定。

请参考图1b，为本申请实施例所应用的一种应用场景，或者说是本申请实施例应用的一种网络架构。如图1b所示，该网络架构中可以包括无线接入网设备，如包括但不限于图1b所示的基站100。该网络架构还可以包括其他网络设备，如还可以包括无线中继设备和无线回传设备，在图1b中未示出。网络设备是终端通过无线通信方式接入网络的接入设备，可以是基站。其中，网络设备在不同的系统对应不同的设备，例如，在第四代移动通信技术(4th-generation，4G)系统中可以对应LTE中的演进型基站(evolutional Node B，eNB或e-NodeB)，在5G NR系统中对应新一代节点B(next generation node B，gNB)。该无线接入网设备可以位于基站子系统(base station bub system，BSS)、陆地无线接入网(UMTS terrestrial radio access network，UTRAN)或者演进的陆地无线接入网(evolved universal terrestrial radio access，E-UTRAN)中，用于进行无线信号的小区覆盖以实现终端设备与无线网络射频端之间的衔接。具体来说，基站100可以是GSM或CDMA系统中的基础收发站(base transceiver station，BTS)，也可以是WCDMA系统中的节点B(NodeB，NB)，还可以是LTE系统中的eNB或eNodeB，还可以是云无线接入网络(cloud radio access network，CRAN)场景下的无线控制模块，或者该基站100也可以为中继站、接入点、车载设备、可穿戴设备以及未来5G网络中的基站或者未来演进的PLMN网络中的基站等，例如，新无线基站，本申请实施例并不限定。

本申请实施例可以适用于上行信号传输，也可以适用于下行信号传输。对于下行信号传输，发送设备是网络设备，对应的接收设备是终端；对于上行信号传输，发送设备是终端，对应的接收设备是网络设备。本申请实施例对信号传输的方向不作限制。

下面以网络设备是基站为例。具体来说，无线接入网设备可包括但不限于如图1b所示的基站100。基站100可以包括天线110，收发信机(TRX)120和基带处理单元130。其中，基站天线可以选用新一代波束赋形天线以构成天线系统，如采用各波束赋形天线构成混合波束赋形(Hybrid Beamforming，HBF)天线系统。收发信机120可以与基站天线110的天线端口连接，基站天线110可以通过其天线端口接收收发信机120发送的发送信号并经由基站天线110的辐射单元辐射出去，或将基站天线110的辐射单元接收的接收信号发送至收发信机120。

在实施中，收发信机120可以是远端射频单元RRU，基带处理单元130可以是基带单元(base band unit，BBU)。这种情况下，BBU可用于对待发送的基带信号进行处理并传输至RRU，或者接收RRU发送的接收信号(即信号接收过程中基站天线110接收的接收射频信号经过RRU的转化处理后得到的基带信号)并进行处理。RRU可将BBU发送的待发送的基带信号转换成发送射频信号(包括对待发送的基带信号进行必要的信号处理，如进行信号放大等)，之后可将发送射频信号通过基站天线110的天线端口发送至基站天线110，由基站天线110对该发送射频信号进行辐射。或者，RRU还可接收基站天线110的天线端口发送的接收射频信号，将其转化为接收基带信号后发送至BBU。

应理解，图1b仅示意出一个收发信机120和基站天线110的一个天线端口的连接关系。在其它可选地实施方式中，基站天线110中的天线端口的数量也可以为至少两个，收发信机120的数量也可以为至少两个，其中每个天线端口可以连接至一个收发信机120，多个收发信机120可以连接至同一基带处理单元130。

其中，BBU可以通过公共无线接口(common public radio interface，CPRI)或增强的 CPRI(enhance CPRI，eCPRI)等与RRU相连，RRU可以通过馈线与基站天线110相连。该基站天线110可以为无源天线，其与RRU是分离的，之间可以通过电缆连接。或者该基站天线110可以为有源天线单元(active antenna unit，AAU)，即AAU的天线单元和RRU是集成在一块的。AAU实现部分物理层处理功能、射频处理及有源天线的相关功能。

图2示例性示出一种基站天线的内部结构示意图，如图2所示，在该示例中，基站天线110可以包括天线阵列、馈电网络以及天线端口，基站天线中可以包括一个馈电网络和一个天线阵列。天线阵列可以由按一定几何规律排列的辐射单元构成，用于接收和/或辐射无线电波。其中，馈电网络的第一端连接基站天线的天线端口，该天线端口用于与收发信机120的端口连接，以实现基站天线与收发信机120的通信。馈电网络的第二端连接天线阵列。该示例中的远端射频模块可以包括射频发送端口T _X、射频接收端口R _X，射频发送端口T _X、射频接收端口R _X连接基站天线的天线端口。

在下行传输时，来自射频发送端口T _X的发送信号可以依次经由收发信机的输出端、天线端口和馈电网络的第一端传输至馈电网络，之后由馈电网络对该发送信号进行馈电处理后发送给天线阵列进行辐射。在上行传输时，天线阵列接收到接收信号后通过馈电网络的第二端发送给馈电网络，之后由馈电网络对该接收信号进行馈电处理后依次经过馈电网络的第一端和天线端口发送到射频接收端口R _X。

具体的，馈电网络的输出端与天线阵列连接，用于对天线阵列中的每个辐射单元进行馈电，使得天线阵列辐射多个波束，其中不同波束可以覆盖不同的范围；馈电网络可以包括移相器，用于改变天线阵列辐射波束的辐射方向；馈电网络可以包括垂直维馈电网络和水平维馈电网络。

垂直维馈电网络可用于调节波束的波束宽度和垂直维波束指向，在具体实施中，垂直维馈电网络可以是用于调节辐射单元所辐射波束的下倾角的移相网络，该移相网络中可包括至少一个移相器。在实施中，垂直维馈电网络的多个输出端可以分别连接至一列天线阵列中的每个辐射单元，并且垂直维馈电网络的输入端连接至一个输出端口。馈电网络的输入端与天线端口连接，形成收发通道，其中每一个天线端口与一个收发通道对应，天线端口可连接至收发信机120。

水平维馈电网络可用于对传输的信号进行水平维波束赋形，可用于改变波束的波束宽度、形状和波束指向；在具体实施中，水平维馈电网络还可用于调节辐射单元所辐射波束的水平维方位角；水平维馈电网络包括多个输入端口、多个输出端口以及切换开关；切换开关，用于切换输出端口与输入端口之间的连接状态，每种连接状态下每个输出端口与至少一个输入端口连接，且任意两种连接状态下连接至多个输出端口的输入端口的数量不同；多个输入端口与多个天线端口分别一一连接，天线端口用于将发送信号发送至与天线端口连接的输入端口，以及用于接收与天线端口连接的输入端口发送的接收信号。

采用以上结构，可以通过改变水平维馈电网络中输出端口与输入端口之间的连接状态，改变基站天线110中与天线阵列连通的天线端口的数量，也就改变基站天线110实际能够使用的收发通道的数量。进一步地，可以将每一个与天线阵列连通的天线端口，连接至收发信机120，从而可以根据收发信道的使用需求，改变基站设备中使用的TRX的数量而无需进行基站天线的更换，实现天线收发信号的切换，其中TRX可以是RRU。

为实现电子控制的方式调节天线，可以在收发信机和基站天线之间增加电调控制线路，通过电调控制线路，使得收发信机可以给天线下发调节天线的控制命令。相应的，在馈电 网络中增加电调天线控制的组件。

其中，馈电网络还可以包括：控制模块、驱动模块、执行模块。基站收发信机以通过慢速控制通道向天线发送控制命令，控制模块通过对控制命令的解析，确定控制命令的内容，控制模块根据控制命令的内容及驱动模块的状态信息确定驱动模块的控制指令，该控制指令可以用于调整驱动模块的驱动信号，使驱动模块驱动传动装置，带动执行模块中的移相器的物理位置发生变化，驱动模块控制执行模块调整天线的相位，最终实现天线阵列的射频信号在不同阵子的相位差。通过改变共线阵天线阵子的相位，改变垂直分量和水平分量的幅值大小，改变合成分量场强强度，达到对天线的垂直方向角度进行调整的目的。即控制模块向驱动模块发送相应的控制指令，指示驱动模块控制执行模块使得天线形成的射频信号的波束发生变化，以调节天线波束方向。

在一些实施例中，如图3所示，控制模块可以包括MCU；驱动模块可以包括：驱动移相器天线阵列的电机、传动装置、电机驱动装置。执行模块可以包括：移相器等。

基站收发信机以通过慢速控制通道向天线发送控制命令，控制模块通过对控制命令的解析，确定控制命令的内容，控制模块根据控制命令的内容及驱动模块的状态信息确定驱动模块的控制指令，该控制指令可以用于调整驱动模块中的电机的驱动信号，使电机驱动输出驱动指定的驱动电压来控制电机运转，电机运转后驱动传动装置，带动执行模块中的移相器的物理位置发生变化，驱动电机控制执行模块调整天线的相位，最终实现天线阵列的射频信号在不同阵子的相位差。

结合图3，慢速控制通道可以是通过RS485接口连接收发信机和MCU，支持传统的RS485信号多点总线方式，多个收发信机和多个MCU可以通过RS485接口采用星型和菊花链连方式级连。通过RS485接口，可以实现收发信机控制未设置有电调天线的控制单元MCU的基站天线(远程电调(remote electric tilt，RET)设备)，控制天线的下倾角度，提高电调天线下倾角的控制性能。慢速控制通道的数据通讯速率为9.6kbps通讯速率。

结合图2，在另一些实施例中，如图4所示，收发信机和MCU之间的慢速控制通道可以是通过偏置器(BiasT)和调制解调装置(OOK modem)连接，连接线路可以通过收发信机和基站天线之间的同轴电缆、DC电源线、射频信号线与控制命令的信号共用相同的线路；该连接方式可以适用于收发信机与设置有电调天线的控制单元RCU的基站天线(例如，集成偏置器(bias tee，BT)的天线)的通讯。慢速控制通道的数据通讯速率为9.6kbps通讯速率。

本申请实施例中，慢速控制通道发送的控制命令可以满足AISG协议，在该协议下，收发信机发送的控制命令的下发时间，与基站天线实现天线波束状态的生效时间无强制时序约束关系。因此，基站天线根据接收到的控制指令调整波束方向，仅适用于在一段较长的时间内都保持相同的波束状态的场景，基于波束方向随时间变化的场景下，由于基站天线无法确定何时调整天线的状态，无法根据需要及时调整到相应的波束方向上，上述方案中的基站天线的调整难以适用于波束方向动态变化或者基站的上线下传输动态切换的场景中，例如，收发信号使用同一个馈电网络，导致收发信号只能通过同一套移相馈电参数进行电调，这种方式将上下行传输耦合在一起，使基站天线无法及时调整至上下行传输需要的不同波束，导致接口的传输速率慢，降低基站天线的网络性能。

基于上述问题，如图5a所示，为本申请实施例提供的一种基站天线和收发信机的结构示意图，所述基站天线的馈电网络可以包括：信号处理单元和信号馈电单元；即基站天线 可以包括信号处理单元、信号馈电单元和天线阵列；所述信号馈电单元，用于对来自收发信机的发送信号进行移相馈电后发送给所述天线阵列；或，接收来自所述天线阵列的接收信号并发送给所述收发信机；所述天线阵列，用于辐射移相馈电后的所述发送信号，或，接收所述接收信号并发送给所述信号馈电单元。

所述信号处理单元与收发信机连接；所述信号处理单元与收发信机之间包括第一通道。

其中，一种可能的实现方式中，第一通道可以是通过RS485接口连接收发信机和信号处理单元的通道，在另一种可能的实现方式中，第一通道还可以是通过BiasT和OOKmodem连接收发信机和信号处理单元的通道。为同步传输波束状态的相关控制信息，第一通道的通讯速率可以设置为大于AISG协议的默认通信速率(慢速控制通道的通信速率)。

所述信号处理单元，用于通过所述第一通道接收来自收发信机的第一控制消息；所述第一控制消息用于指示第一信号的时序信息，及所述时序信息上对应的波束状态信息；所述第一信号为所述发送信号或所述接收信号；信号处理单元可以将接收到的第一控制消息，转换为驱动模块可以解析和执行的控制指令，以指示驱动模块控制执行模块在第一信号对应的时序信息上调整天线阵列发射第一信号对应的波束方向和波束状态。

需要说明的是，本申请中的时序信息可以为基站配置的第一信号的时域资源，具体的配置方式本申请不做限定。

在具体实施过程中，信号处理单元可以根据所述第一控制消息，向所述信号馈电单元发送所述第一信号的控制指令；所述控制指令用于指示所述信号馈电单元在所述波束状态信息对应的时序信息上的移相馈电状态。

在一些实施例中，信号馈电单元可以包括驱动模块和执行模块。其中，驱动模块可以包括移相器开关，该移相器开关可以用于控制移相器的开启和关闭。例如，该移相器开关可以控制基站天线的收发模式的切换。举例来说，当移相器开关为开启状态时，基站天线处于发送信号的模式，当移相器开关为关闭状态时，基站天线处于接收信号的模式。在一些实施例中，移相器开关还可以用于与天线阵子的端口相连，通过移相器控制不同天线阵子的工作状态。在其他实施例中，还可以设置多个移相器开关，每个移相器开关用于开启相应连接的基站天线阵子，通过组合多个移相器开关的方式，选择开启的天线阵子，以实现相应的天线阵子联合工作，实现相应的信号的波束状态。

执行模块，可以包括至少一个移相器，该移相器用于对射频信号进行开关或相位、幅度控制，以实现不同的波束状态。

信号处理单元发送的控制指令，可以是在相应波束状态所对应的第一信号的时序信息的时刻上发送的，该控制指令中，可以携带有驱动模块对应该波束状态所对应的控制信号，例如，该控制信号可以是控制执行模块将执行模块中的移相器开关打开或关闭，或者，该控制信号可以是控制执行模块将移相器中的相应端口设置为连通状态或断开状态。在执行模块接收到驱动模块发送的控制信号后，可以将控制信号转换为对射频信号进行开关或相位、幅度控制的控制指令，以实现相应的波束状态调整。在驱动模块接收到该控制指令后，可以根据接收到的控制指令中指示的驱动模块控制执行模块的控制信号，转换为控制执行模块中的移相器的控制信号，从而调整移相器在所述波束状态信息对应的时序信息上的移相馈电状态。

一种可能的实现方式，如图5b所示，移相器开关可以驱动PIN管处于正偏和反偏两种状态。在一些实施例中，PIN管处于正偏时，例如，驱动电压为1V，驱动电流达到恒定 电流状态，使能移相器开关打开(ON)。PIN管处于反偏时，驱动一个反向的高电压(例如，如图5b所示电压为50V)，使得PIN管处于截止状态，移相器处于关闭(OFF)状态。通过该移相器开关，可以实现微秒级的开关的切换，使得基站天线的波束可以与收发信机空口信号(例如，第一信号)实现同步，即可以实现在每个时域符号上的波束状态对应调度天线的移相馈电状态，实现符号级的波束调度。

一种可能的实现方式，执行模块可以包括由PIN管、MEMS开关、FET管等电控开关器件组成的移相器，也可为集成控制模块，在此不做限定。

在一些实施例中，如图5c所示，以切换天线阵子的射频通道的射频支路调整移相器的相位为例，通过切换接入馈电网络的端口，例如，移相器包括端口1，端口2和端口3，将端口1和端口2之间接入馈电网络时，该移相器对应的相位为θ；将端口1和端口3之间接入馈电网络时，该移相器对应的相位为θ ₂，通过将端口2和端口3接入馈电网络时，该移相器对应的相位为θ+θ ₂。此时，通过加载不同的射频支路，可以实现移相器相位的变化。

如图5d所示，移相器通过开关控制射频通道的开启或关闭，实现射频通道的旋转，以实现连接移相器的天线阵子的相位变化。例如，在输入部分控制开关S1连通，在输出部分控制S1’连通，使得输入和输出通过射频通道l ₁连通。在输入部分控制开关S2连通，在输出部分控制S2’连通，使得输入和输出通过射频通道l ₂连通。通过上述方式，实现了输入和输出的相位的调整。通过调整射频通道的开关，实现调整天线阵子的相位的作用，实现相位的离散控制。

可选的，在信号处理单元确定驱动模块和执行模块发射第一信号时的天线阵列的状态后，还可以通过第一通道，向收发信机反馈发射第一信号的基站天线的状态信息。

其中，该基站天线的状态信息可以是驱动模块的状态信息、执行模块的状态信息、天线阵列的状态信息等，还可以包括基站天线的状态信息相应的时间信息，该时间信息可以对应第一信号的时序信息。在一些实施例中，驱动模块的状态信息可以包括调整驱动模块中的电机的驱动信号，执行模块的状态信息可以包括：执行模块中的移相器的物理位置信息，天线阵列的状态信息可以包括天线的相位，垂直分量和水平分量的幅值大小，合成分量场强强度等信息。

收发信机可以基于反馈的发射第一信号的基站天线的状态信息，确定第一信号的发射状态，还可以进一步调整向基站天线发送的控制消息，以提高基站天线的发射性能。

当然，信号处理单元还可以通过第一通道向收发信机反馈其他控制基站天线的管理维护信息，可以参考上述实施例，在此不再赘述。

采用如图5a中的基站天线，每个信号(如发送信号或接收信号)都能通过控制消息确定各自信号的移相馈电所对应的时域位置，以实现在相应的时域位置上，通过移相器对天线阵列的调整进行信号的辐射或接收。这种方式能最大可能地实现对信号进行移相馈电的灵活性，有助于使每个上下行传输都可以实现相应的波束。

结合图5a的基站天线和收发信机的结构示意图，如图6a所示，本申请实施例提供一种基站天线控制方法，所述收发信机与所述基站天线连接；基站天线和收发信机都可以分别设置第一端口，通过所述收发信机的第一端口与所述基站天线的第一端口建立第一通道；其中，一种可能的实现方式中，第一通道可以是通过RS485接口连接收发信机和信号处理单元的通道，在另一种可能的实现方式中，第一通道还可以是通过BiasT和OOKmodem 连接收发信机和信号处理单元的通道。为同步传输波束状态的相关控制信息，第一通道的通讯速率可以设置为大于AISG协议的默认通信速率(慢速控制通道的通信速率)。所述方法包括：

步骤601：通过第一通道向基站天线发送第一控制消息。

其中，所述第一控制消息用于指示第一信号的时序信息，及所述时序信息上对应的波束状态信息；所述第一信号为发送信号或接收信号；所述第一控制消息用于所述基站天线的信号馈电单元在所述波束状态信息对应的时序信息上调整至相应的移相馈电状态，以辐射所述第一信号。

相应的，所述信号处理单元通过第一通道接收来自收发信机的第一控制消息。

在具体实施过程中，第一控制消息可以通过多种方式指示第一信号的时序信息，及所述时序信息上对应的波束状态信息。下面以方式a1和方式a2举例说明。

方式a1：通过指示每个时间单元上对应的波束状态，来指示第一信号的波束状态。

例如，所述第一控制消息包括：波束状态指示信息；所述波束状态指示信息用于指示所述第一信号的时序信息上对应的波束状态信息。

在一些实施例中，每个波束状态信息对应的波束状态所占用的时间单元的可以是相同的，因此，可以对每个波束状态所占用的时域大小预先设置。例如，每个波束状态所占用的时间单元为一个子帧或者一个符号的大小。在另一些实施例中，可以不考虑不同波束状态占用的时域大小，以每个时间单元上的波束状态为一个波束状态指示信息来发送，避免了发送每个波束状态所占用的时域大小的开销及设置相应指示信息的复杂度，同时降低信号处理单元解析第一控制消息的复杂度。

在一些实施例中，以时间单元为一个符号为例，第一控制消息可以指示每个符号对应的波束状态指示信息。如图6b所示，波束状态指示信息1用于指示时间单元1上的波束状态，波束状态指示信息2用于指示时间单元2上的波束状态，波束状态指示信息3用于指示时间单元3上的波束状态，波束状态指示信息4用于指示时间单元4上的波束状态。每个时间单元的时间长度T1为相同的值，例如，每个时间单元对应可用时频资源中的每个符号。因此，每个时间单元的时间长度为一个符号的长度。因此，第一控制消息中可以不携带每个波束状态信息对应指示的时域位置。以波束状态指示信息1为例，在信号处理单元接收到波束状态指示信息1时，可以根据预先设置的延迟时间和接收到波束状态指示信息1的时刻，(例如，在确定接收到波束状态指示信息1中的循环前缀(cyclic prefix，CP)为起始时间，在经过预设时间内)确定向馈电网络发送波束状态指示信息1对应的控制指令的时间单元1的起始时刻，在到达时间单元1的起始时刻时，发送波束状态指示信息1对应的控制指令，以实现将基站天线调整至波束状态指示信息1对应的基站天线的状态上。图6b中示意的波束状态指示信息1到波束状态指示信息4中的每个波束状态指示信息可以是在一个第一控制消息中发送，也可以是在多个第一控制消息中发送。

例如，在一种可能的场景中，收发信机可以发送一个第一控制消息，用于指示波束状态指示信息1和波束状态指示信息2。信号处理单元可以根据第一控制消息中波束状态指示信息1和波束状态指示信息2在第一控制消息的位置，确定时间单元1和时间单元2。例如，信号处理单元在时刻1接收到波束状态指示信息1，根据预设的延迟时间(即信号处理单元和收发信机约定的接收到波束状态指示信息后发送波束状态指示信息1对应的控制指令的时间)，信号处理单元在时刻1延迟相应时间后，确定出时间单元1。信号处理单 元在时刻2接收到波束状态指示信息2，根据预设的延迟时间信号处理单元在时刻1延迟相应时间后，确定出时间单元2。进而，收发信机可以通过第一控制消息中波束状态指示信息1和波束状态指示信息2在第一控制消息的位置，指示了时间单元1和时间单元2，并通过波束状态指示信息1指示了时间单元1上对应的波束状态，及通过波束状态指示信息2指示了时间单元2上对应的波束状态，因此，信号处理单元可以根据接收到的第一控制消息，在时间单元1到达时，控制基站天线调整至波束状态指示信息1指示的波束状态上，在时间单元2到达时，控制基站天线调整至波束状态指示信息2指示的波束状态上。

可选的，第一控制消息中还可以包括指示第一信号为接收信号或发送信号的指示信息。该指示信息可以结合在波束状态指示信息中，也可以单独发送，在此不做限定。

在另一些实施例中，时间单元1～时间单元4上发送的是广播消息，收发信机可以向信号处理单元发送一个扫描周期内的不同时间单元上对应的波束状态指示信息。举例来说，如图6c所示，一个扫描周期内，广播消息需要扫描的扇区包括4个波束方向，因此，第一控制消息中至少需要发送4个波束方向对应的波束状态指示信息，例如，波束状态指示信息1～波束状态指示信息4。此时，收发信机发送的第一控制消息中，可以按扫描顺序依次携带波束状态指示信息1～波束状态指示信息4。相应的，信号处理单元，可以根据第一控制消息中携带的波束状态指示信息1～波束状态指示信息4，确定在每个扫描周期内需要扫描的波束方向为4个，并且，是按照波束状态指示信息1～波束状态指示信息4的顺序进行扫描。同时，还可以根据预先配置的每个波束状态所占用的时间单元的长度，确定每个波束状态的切换时机，进而，根据确定出的每个波束状态的切换时机相应的控制基站天线，实现广播消息扫描4个波束方向。

在具体实施过程中，波束状态指示信息包括以下至少一项：移相器开关的状态、移相器的连接状态、波束方向信息。

一种可能的实现方式中，波束状态指示信息1可以用于指示波束状态对应的波束方向，例如，波束方向可以包括波束在水平方向对应的角度，及在垂直方向对应的角度。可选的，波束状态指示信息1还可以用于指示信号的收发模式。例如，波束状态指示信息1可以用于指示该时间单元对应的信号为发射信号，或者，波束状态指示信息1可以用于指示该时间单元对应的信号为接收信号。信号处理单元根据波束状态指示信息1，确定移相器开关的状态，或者确定移相器的连接状态，以实现波束状态指示信息1指示的波束方向和收发模式。

一种可能的实现方式中，波束状态指示信息1可以用于指示移相器开关的状态，在移相器开关处于波束状态指示信息1指示的状态下，可以实现相应的波束方向和信号的收发模式下。例如，移相器开关1处于正偏时，移相器开关1开启，基站天线处于发送信号的状态。移相器开关1处于反偏时，移相器开关1关闭，基站天线处于接收信号的状态。

再一种可能的实现方式中，波束状态指示信息1可以用于指示移相器的连接状态，使得移相器的连接状态，处于波束状态指示信息1指示的状态下，可以实现相应的波束方向。例如，结合图5c，波束状态指示信息1可以用于指示移相器相应连接的端口，例如，波束状态指示信息1可以用于指示移相器连接端口1和端口2，以实现通过波束状态指示信息指示移相器移动的天线的相位，再比如，结合图5d，波束状态指示信息1还可以用于指示移相器的射频通道的开启或关闭的状态，例如，波束状态指示信息1可以用于指示移相器连接S1和S2，实现通过波束状态指示信息指示移相器移动的天线的相位。具体指示的参 数可以根据移相器的结构确定，在此不做限定。

方式a2：所述第一控制消息包括波束状态指示信息和同步指示信息；所述同步指示信息用于指示所述第一信号的每个时序信息。

一种可能的实现方式，所述同步指示信息包括：所述第一信号的每个时序信息与所述第一控制消息的时序信息的相对关系。

例如，如图6d所示，第一控制消息中包括了波束状态指示信息1～波束状态指示信息4，及同步指示信息1～同步指示信息4。每个同步指示信息对应指示每个波束状态指示信息所对应的波束状态所占用的时间单元的长度或数量。例如，波束状态指示信息1对应的波束状态1所占用的时间长度为4个符号，此时，同步指示信息1可以指示4个符号的时间长度。波束状态指示信息2对应的波束状态2所占用的时间长度为2个符号，此时，同步指示信息2可以指示2个符号的时间长度。波束状态指示信息3对应的波束状态3所占用的时间长度为2个符号，此时，同步指示信息3可以指示2个符号的时间长度。波束状态指示信息4对应的波束状态4所占用的时间长度为1个符号，此时，同步指示信息1可以指示1个符号的时间长度。

在另一可能的实现方式中，所述同步指示信息包括：所述第一信号为发送信号或接收信号。通过同步指示信息指示每个时间单元对应的资源为上行资源或下行资源，确定每个时间单元上的信号为发送信号还是接收信号。

例如，如图6e所示，波束状态指示信息1和波束状态指示信息2对应上行信号，时间长度为T1，波束状态指示信息3～波束状态指示信息5对应下行信号，时间长度为T2。此时，可以在信号切换为上行信号的第一个时间单元的位置上对应指示同步指示信息，例如，同步指示信息1用于指示该位置为上行信号的起始位置，同步指示信息2用于指示该位置为下行信号的起始位置。或者，还可以指示上下行切换的结束位置，用于指示下一个时间单元为切换的时域位置。例如，同步指示信息1用于指示下一个时间单元为上行信号的起始位置，同步指示信息2用于指示下一个时间单元为下行信号的起始位置。

在另一种可能的实现方式中，同步指示信息还可以用于指示上下行信号的时间长度，例如，同步指示信息1可以用于指示T1，同步指示信息2可以用于指示T2。当然，还可以根据需要设置同步指示信息的指示方式，在此不做限定。

步骤602：所述信号处理单元根据所述第一控制消息，控制基站天线收发第一信号。

在一种可能的实现方式中，信号处理单元可以根据第一控制消息，向所述信号馈电单元发送所述第一信号的控制指令。其中，所述控制指令用于指示所述信号馈电单元在所述波束状态对应的时序信息上的移相馈电状态。具体实施过程可以参考图5a～图5d中的实施方式，在此不再赘述。

通过上述方法，收发信机从基带单元获取第一信号在每个时序信息上的波束状态，并生成对基站天线的第一控制消息，通过第一通道将第一控制消息发送给基站天线。相应的，天线的信号处理单元将该第一控制消息转换为驱动模块和执行模块中的控制信息(例如，移相器开关状态的指示信息及移相器的使能信号)，利用使能信号对移相器开关进行控制，实现第一信号的每个时序信息上的波束状态与移相器的移相馈电状态可以同步调整，实现符号级别的波束同步。

如图7a所示，为本申请实施例提供的一种基站天线和收发信机的结构示意图，所述基 站天线包括信号处理单元、信号馈电单元和天线阵列；所述信号处理单元与收发信机连接；所述信号处理单元与所述收发信机之间包括第一通道；所述收发信机与所述基站天线之间还包括第二通道；本申请实施例中，第二通道可以是满足AISG协议的慢速控制通道。所述第一通道的通信速率大于所述第二通道的通信速率。

结合图5a，如图7a所示的基站天线，在满足独立电调要求的信号的基础上，还可以利用原基站天线中的慢速控制通道(第二通道)，即基站天线和收发信机都可以分别设置第二端口，通过所述收发信机的第二端口与所述基站天线的第二端口建立第二通道。收发信机可以提前发送对时间没有较高要求的第二控制消息，以减少第一通道发送的第一控制消息的开销，同时，这种结构还能直接将本申请中的天线结构结合在传统的天线结构中，而不需要直接替换掉传统的天线结构，还有助于提高部署基站天线的灵活性。结合图7a所示的基站天线和收发信机的架构，本申请实施例提供一种控制基站天线的方法，如图7b所示，包括：

步骤701：收发信机通过所述第二通道向所述基站天线发送第二控制消息。

在具体实施过程中，第二控制消息可以携带不同的信息，以实现与第一控制消息结合，来指示第一信号在时序信息上的波束状态及相应的移相馈电状态。下面以方式b1和方式b2举例说明。

方式b1：所述第二控制消息用于指示所述信号馈电单元的移相馈电状态；所述信号馈电单元的移相馈电状态与波束状态具有对应关系。

在一些实施例中，第二控制消息可以是指示移相器的开关状态，移相器的连接状态等移相馈电状态。同时，还可以用于指示移相馈电状态与波束状态的对应关系。相应的，控制模块接收到该第二控制消息后，可以将该第二控制消息发送给信号处理单元，信号处理单元可以根据该第二控制消息，确定波束状态对应设置的移相馈电状态。由于信号馈电单元的移相馈电状态与波束状态的对应关系基本不随时间变化，因此，可以预先通过第二通道发送给基站天线，避免第二控制消息占用第一通道，降低第一通道发送第一控制消息的时延，进一步还可以提高收发信机控制基站天线的灵活性。

方式b2：每个波束状态对应的时域位置可以是周期性发送的，即收发信机预先设置好每个波束状态对应的时域位置，例如，结合图6c，波束状态指示信息1～波束状态指示信息4指示的4个波束状态为一个扫描周期，因此，收发信机可以预先通过第二通道指示扫描周期的时间长度，及每个扫描周期中每个波束方向对应的时间长度，还可以指示每个扫描周期内4个波束状态的顺序。收发信机可以在第一通道上发送的控制消息中携带扫描周期的起始波束状态信息即可指示一个完整扫描周期中包括的所有4个波束状态，无需对应每个波束状态都进行指示，可以节省第一通道上的信令开销，减少延时。

因此，所述第二控制消息还可以包括：同步指示信息；所述同步指示信息用于指示所述波束状态对应的时频信息。

相应的，在上行信号和下行信号的时间长度也是预先设置的情况下，第二控制消息还可以用于指示上行信号的时间长度和下行信号的时间长度。收发信机在通过第一通道发送第一控制消息用于指示上行信号时，可以携带上行信号的起始位置，即可以根据第二控制消息中指示的上行信号的长度，确定出上行信号的位置，有效的节省了第一控制消息的开销。同理，收发信机在通过第一通道发送第一控制消息用于指示下行信号时，可以携带下行信号的起始位置，即可以根据第二控制消息中指示的下行信号的长度，确定出下行信号 的位置，有效的节省了第一控制消息的开销。

再一种可能的实现方式中，在上行信号和下行信号为周期分布的情况下，第二控制消息还可以用于指示上行信号的时间长度和下行信号的时间长度及周期，从而，收发信机在通过第一通道发送第一控制消息用于指示上行信号或下行信号时，可以携带上行信号和下行信号的一个周期的起始位置，即可以根据第二控制消息中指示的上行信号的长度和下行信号的长度，确定出一个周期内的上行信号的位置和下行信号的位置，有效的节省了第一控制消息的开销。

步骤702：收发信机通过第一通道向所述基站天线发送第一控制消息。

在具体实施过程中，第一控制消息指示第一信号上的时序信息，及时序信息对应的波束状态的方式可以有多种。下面以方式c1和方式c2举例说明。

方式c1：所述第一控制消息包括：波束状态指示信息；所述波束状态指示信息用于指示所述第一信号的时序信息上对应的波束状态。所述波束状态指示信息可以包括波束方向信息。例如，波束方向信息可以为预先设置的波束索引号。

在该方式下，每个波束状态对应的时域位置可以是预先设置的，收发信机预先设置好后，可以生成同步指示信息，所述同步指示信息用于指示每个波束状态指示信息对应的每个时序信息的时间单元的长度。例如，同步指示信息可以是波束状态信息对应的波束状态的时间单元的长度T1或最小时间单元的数量。由于该同步指示信息无需实时变化或实时调度，因此，可以结合图6b，第一通道中发送的第一控制消息无需携带同步指示信息，而是通过第二通道，以同步指示信息的方式提前发送给基站天线。例如，该同步指示信息可以通过第二通道发送第二控制消息的方式发送给控制模块，控制模块将该同步指示信息转发给信号处理单元。

方式c2：在每个波束状态对应的时域位置无法预先设置的场景中，可以通过该同步指示信息指示每个波束状态对应的时域位置。此时，所述第一控制消息还可以包括：同步指示信息。该同步指示信息可以参考图6b中第一控制消息中包括同步指示信息的实施方式，在此不再赘述。

或者，也可以结合方式b2，在第二控制消息相应发送同步指示信息时，可以相应设置第一控制消息中的同步指示信息，例如，第二控制消息中携带波束方向对应的时间长度，第一控制消息的同步指示信息可以用于指示每个波束方向对应的起始时域位置。再比如，第二控制消息中携带上行信号对应的时间长度，第一控制消息的同步指示信息可以用于指示上行信号对应的起始时域位置。具体可以参考方式b2，在此不再赘述，以实现灵活配置控制消息的目的，提高收发信机控制基站天线的性能。

步骤703：基站天线根据第一控制消息和第二控制消息，收发所述第一信号。

信息处理单元根据第一控制消息中的波束状态指示信息，及第二控制消息中的波束状态与移相馈电状态的对应关系，可以确定第一信号的时序信息上对应的波束状态，且在该波束状态下信号馈电单元相应的移相馈电状态。信号处理单元可以在相应的时序信息对应的时刻，根据确定的移相馈电状态，向所述信号馈电单元发送所述第一信号的控制指令。其中，所述控制指令用于指示所述信号馈电单元在所述波束状态对应的时序信息上的移相馈电状态。具体实施过程可以参考图5a～图5d中的实施方式，在此不再赘述。

通过上述方法，收发信机从基带单元获取第一信号在每个时序信息上的波束状态，并生成对基站天线的第一控制消息和第二控制消息，通过第二通道将预先配置的信息提前发 送给基站天线，并利用第一通道将第一控制消息将时延要求较高的波束状态指示信息或同步指示信息发送给基站天线。相应的，天线的信号处理单元将该第一控制消息和第二控制消息转换为驱动模块和执行模块中的控制信息(例如，移相器开关状态的指示信息及移相器的使能信号)，利用使能信号对移相器开关进行控制，实现第一信号的每个时序信息上的波束状态与移相器的移相馈电状态可以同步调整，实现符号级别的波束同步。

考虑到第一通道发送第一控制消息的开销可能较大，如图8a所示，为本申请实施例提供的一种基站天线和收发信机的结构示意图，所述基站天线包括信号处理单元、信号馈电单元和天线阵列；所述信号处理单元与收发信机连接；所述信号处理单元与所述收发信机之间包括第一通道；所述收发信机与所述基站天线之间还包括第三通道；即基站天线和收发信机，都可以分别设置第三端口，通过所述收发信机的第三端口与所述基站天线的第三端口建立第三通道。第一通道和第二通道的通信速率可以相同也可以不同。第一通道和第三通道都可以用于传输第一控制消息。可选的，所述收发信机与所述基站天线之间还包括第二通道；第二通道的设置方式可以参考图6a，在此不再赘述。所述第一通道的通信速率大于所述第二通道的通信速率；所述第三通道的通信速率大于所述第二通道的通信速率。

结合图8a，如图8b所示，本申请实施例提供的一种基站天线的控制方法，所述方法还包括：

步骤801：通过第一通道向所述基站天线发送第一控制消息的第一部分；

举例来说，第一控制消息的第一部分可以为波束状态指示信息。具体实施方式可以参考上述实施例，在此不再赘述。另外，第一控制消息的第一部分也可以是第一控制消息的其他内容，在此不做限定。

步骤802：通过第三通道向所述基站天线发送第一控制消息的第二部分；

举例来说，第一控制消息的第二部分可以为第一控制消息的同步指示信息。

其中，一种可能的实现方式，所述同步指示信息可以用于指示所述第一信号的每个时序信息。另一种可能的实现方式，所述同步指示信息包括：所述第一信号的每个时序信息与所述第一控制消息的时序信息的相对关系。再一种可能的实现方式，所述同步指示信息还可以用于指示第一信号为上行信号或下行信号。具体实施方式可以参考上述实施例，在此不再赘述。

需要说明的是，第一控制消息划分为第一部分和第二部分的方式可以是根据第一控制消息发送的内容的类型进行划分，例如，发送的波束状态指示信息和同步指示信息的方式来划分，使得每个通道中发送的消息的字段类型一致，降低了基站天线解析的复杂度。另一种可能的划分方式，还可以通过第一控制消息的数据量划分，例如，将第一控制消息划分为2个相同数据量大小的数据包作为第一控制消息的第一部分和第一控制消息的第二部分。通过第一通道发送第一控制消息的第一部分，通过第三通道发送第一控制消息的第二部分，提高了发送第一控制消息所占用的时间，降低了时延。

步骤803：信号处理单元根据第一控制消息的第一部分和第一控制消息的第二部分，控制收发第一消息。

信号处理单元可以根据第一通道接收的第一控制消息的第一部分，及第三通道接收的第一控制消息的第二部分，确定第一控制消息。通过第一控制消息，确定第一信号所在的时域位置，及每个时域位置上的波束状态，进而，信号处理单元可以根据第一控制消息， 向所述信号馈电单元发送所述第一信号的控制指令。其中，所述控制指令用于指示所述信号馈电单元在所述波束状态对应的时序信息上的移相馈电状态。具体实施过程可以参考图5a～图5d中的实施方式，在此不再赘述。

可选的，在该实施例中，收发信机还可以利用原基站天线中的第二通道，提前发送对时间没有较高要求的第二控制消息，以减少第一通道发送的第一控制消息的开销，具体第二控制消息的发送方式和发送内容可以参考图7b中的实施方式，在此不再赘述。

通过上述方法，收发信机从基带单元获取第一信号在每个时序信息上的波束状态，并生成对基站天线的第一控制消息，通过第一通道向基站天线发送第一控制消息的第一部分，通过第三通道将第一控制消息的第二部分发送给基站天线。相应的，天线的信号处理单元将该第一控制消息的第一部分和第二部分，转换为驱动模块和执行模块中的控制信息(例如，移相器开关状态的指示信息及移相器的使能信号)，利用使能信号对移相器开关进行控制，从而实现第一信号的每个时序信息上的波束状态与移相器的移相馈电状态可以同步调整，实现符号级别的波束同步。有效提高了发送第一控制消息的能力，降低了发送第一控制消息的时延，并降低了基站天线对第一控制消息的接收复杂度，提高基站天线的适用性。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的保护范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (21)

1. 一种基站天线，其特征在于，包括信号处理单元、信号馈电单元和天线阵列；

   所述信号处理单元，与远端射频单元之间存在第一通道，用于通过所述第一通道接收来自所述远端射频单元的第一控制消息；所述第一控制消息用于指示第一信号的时序信息，及所述时序信息上对应的波束状态；所述第一信号为发送信号或接收信号；根据所述第一控制消息，向所述信号馈电单元发送所述第一信号的控制指令；所述控制指令用于指示所述信号馈电单元在所述波束状态对应的时序信息上的移相馈电状态；

   所述信号馈电单元，用于根据所述控制指令，基于所述波束状态对应的时序信息上的移相馈电状态，对来自所述信号处理单元的所述第一信号进行移相馈电处理，并发送给所述天线阵列；或者，根据所述控制指令，基于所述波束状态对应的时序信息上的移相馈电状态，对来自所述天线阵列的第一信号进行移相馈电处理，并发送给所述信号处理单元；

   所述天线阵列，用于发射移相馈电后的所述第一信号，或者接收所述第一信号并发送给所述信号馈电单元。
2. 如权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述信号处理单元与所述远端射频单元之间还包括第二通道；

   所述信号处理单元，还用于：

   通过所述第一通道接收来自所述远端射频单元发送的第一控制消息之前，通过所述第二通道接收来自所述远端射频单元发送的第二控制消息；所述第二控制消息用于指示所述信号馈电单元的移相馈电状态；所述信号馈电单元的移相馈电状态与波束状态具有对应关系；

   所述信号处理单元根据所述第一控制消息，向所述信号馈电单元发送所述第一信号的控制指令时，具体用于：

   根据所述第一控制消息和所述第二控制消息，确定所述第一信号的控制指令并发送给所述信号馈电单元。
3. 如权利要求2所述的基站天线，其特征在于，所述第一控制消息包括：

   波束状态指示信息；所述波束状态指示信息用于指示所述第一信号的时序信息上对应的波束状态。
4. 如权利要求3所述的基站天线，其特征在于，所述第一控制消息还包括：

   同步指示信息；所述同步指示信息用于指示所述第一信号的时序信息。
5. 如权利要求4所述的基站天线，其特征在于，所述同步指示信息包括：所述第一信号的时序信息与所述第一控制消息的时序信息的相对关系。
6. 如权利要求4所述的基站天线，其特征在于，所述同步指示信息还包括：所述第一信号为发送信号或为接收信号。
7. 如权利要求3所述的基站天线，其特征在于，所述信号处理单元与所述远端射频单元之间还包括第三通道；

   所述信号处理单元，还用于通过所述第三通道接收来自所述远端射频单元的同步指示信息；所述同步指示信息用于指示所述第一信号的时序信息。
8. 如权利要求2-7任一项所述的基站天线，其特征在于，所述第一通道的通信速率大 于所述第二通道的通信速率。
9. 如权利要求7所述的基站天线，其特征在于，所述第三通道的通信速率大于所述第二通道的通信速率。
10. 如权利要求3-7任一项所述的基站天线，其特征在于，所述信号馈电单元包括移相器；所述波束状态指示信息包括以下至少一项：

    所述移相器的开关状态、所述移相器的连接状态、波束方向信息。
11. 一种远端射频单元，其特征在于，包括处理模块和第一端口；所述第一端口用于连接所述远端射频单元与基站天线之间的第一通道；

    所述处理模块，用于生成第一控制消息；所述第一控制消息用于指示第一信号的时序信息，及所述时序信息上对应的波束状态；所述第一信号为发送信号或接收信号；

    所述第一端口，用于通过所述第一通道向所述基站天线发送所述第一控制消息；所述第一控制消息用于指示所述基站天线中的信号馈电单元在所述第一信号的时序信息对应的时间上调整至所述第一信号的波束状态所对应的移相馈电状态。
12. 如权利要求11所述的远端射频单元，其特征在于，还包括第二端口；所述第二端口用于连接所述远端射频单元与所述基站天线之间的第二通道；

    所述处理模块，还用于生成所述第一控制消息之前，生成第二控制消息；所述第二控制消息用于指示所述信号馈电单元的移相馈电状态；所述信号馈电单元的移相馈电状态与波束状态具有对应关系；

    所述第二端口，用于通过所述第二通道向所述基站天线发送所述第二控制消息。
13. 如权利要求12所述的远端射频单元，其特征在于，所述第一控制消息包括：

    波束状态指示信息；所述波束状态指示信息用于指示所述第一信号的时序信息上对应的波束状态。
14. 如权利要求13所述的远端射频单元，其特征在于，所述第一控制消息还包括：

    同步指示信息；所述同步指示信息用于指示所述第一信号的时序信息。
15. 如权利要求14所述的远端射频单元，其特征在于，所述同步指示信息包括：所述第一信号的时序信息与所述第一控制消息的时序信息的相对关系。
16. 如权利要求15所述的远端射频单元，其特征在于，所述同步指示信息还包括：所述第一信号为发送信号或为接收信号。
17. 如权利要求13所述的远端射频单元，其特征在于，还包括第三端口；所述第三端口用于连接所述远端射频单元与所述基站天线之间的第三通道；

    所述处理模块，还用于：生成同步指示信息；所述同步指示信息用于指示所述第一信号的时序信息；

    所述第三端口，用于通过所述第三通道向所述基站天线发送所述同步指示信息。
18. 如权利要求12-17任一项所述的远端射频单元，其特征在于，所述第一通道的通信速率大于所述第二通道的通信速率。
19. 如权利要求17所述的远端射频单元，其特征在于，所述第三通道的通信速率大于所述第二通道的通信速率。
20. 如权利要求13-17任一项所述的远端射频单元，其特征在于，所述基站天线包括移相器；所述波束状态指示信息包括以下至少一项：

    所述移相器的开关状态、所述移相器的连接状态、波束方向信息。
21. 一种基站设备，其特征在于，包括：包括如权利要求1至10中任一所述的基站天线以及如权利要求11至20中任一所述的远端射频单元。

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