WO2011157107A2

WO2011157107A2 - 一种多天线系统中的数据发送方法和装置

Info

Publication number: WO2011157107A2
Application number: PCT/CN2011/074861
Authority: WO
Inventors: 张舜卿; 陈雁; 刘亚林
Original assignee: 华为技术有限公司
Priority date: 2011-05-30
Filing date: 2011-05-30
Publication date: 2011-12-22
Also published as: EP2717491A2; CN102918780A; US9008219B2; EP2717491A4; CN102918780B; WO2011157107A3; US20140093012A1; EP2717491B1

Abstract

本发明公开了一种多天线系统中的数据发送方法和装置。该方法可用于发送分集模式，包括：在数据发送周期，根据系统的传输质量确定关闭天线的数目和关闭时间；在关闭时间内，关闭所确定数目的天线，开启除关闭天线外的剩余天线，将待发送数据通过剩余天线发送；在数据发送周期的除关闭时间的剩余时间内，开启所有天线，通过所有天线发送待发送数据。根据本发明，可以在降低功耗的同时，保证系统的动态传输性能。既不需要增加额外的方案设计和信令设计，也不需要对终端进行改变，并降低了实施的复杂度。

Description

一种多天线系统中的数据发送方法和装置技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种多天线系统中的数据发送方法和装置。背景技术

多天线系统是指发送端或者收发双方都采用多根天线进行发送或者接收的系统。多天线技术则是利用多天线系统提供的空间信道特性，在不同的工作场景下，通过适当的发射信号形式和接收机设计，实现更好的空间信道利用，从而提高系统容量或增加传输可靠性。多天线技术已被证明可以在不增加总发射功率的同时，实现多种不同类别的传输增益。基于以上优势，多天线技术已在 HSPA、 LTE、 WiM AX等很多通信系统中得到广泛应用。

然而，多天线技术的引入不是完全没有代价的。通常来说，每一根收发天线都会连接一个射频通道，该射频通道包括功率放大器和滤波器等射频电路模块。从能耗的角度看，射频通道的能耗占整个无线基站能耗的 50%以上。即使在不发送数据的状况下，维持射频通道中射频器件在正常工作状态的静态功耗仍需要不小的功耗开销。因此，在多天线系统中，由于射频通道数增加，射频通道带来的功耗也相应地增加，最终增加了基站的整体功耗。如何在不影响服务质量的前提下，尽可能地降低多天线系统中的功耗是当前亟待解决的问题。

在现有技术中，一种降低多天线系统中的功耗的实现方法是采用天线切换分集技术。所谓天线切换分集技术就是指当发送端存在多根传输天线时，从时间上或者频率上按照一定的顺序依次选择其中一根天线进行传输的技术。其中，如果在不同的子载波上进行天线的切换，即为频率切换传输分集 ( Frequency Switched Transmit Diversity, FSTD ); ：¾口果在不同的时间上进行天线的切换，即为时间切换传输分集（ Time Switched Transmit Diversity , TSTD )。请参阅图 1 , 其为现有技术中在多天线系统内采用天线切换分集技术进行数据发送的结构示意图。该方法中，在每一个确定的时间或者确定的频率上，天线开启的个数都是固定不变的，对于多天线系统而言，采用固定个数的天线发送数据必然会影响系统的动态传输性能，如丟包率或者重传率等。

另一种降低多天线系统中的功耗的实现方式是减少发射天线的数目，从而关闭一些频率通道。具体方法为：各小区基站根据当前的业务需求大小和一段时间的业务变化规律，决定下一段时间将要采用的小区发送天线数；基站通知小区内所有终端发送天线数改变的消息；终端得到通知消息后进行相应的配置。在 LTE系统实现该方法的过程中，由于不同的发送天线数对应不同的 CRC mask, 因此，一旦终端配置了错误的发送天线数，在 CRC解码的时候就会使用错误的 PBCH CRC mask, 进而导致 CRC校验失败。为了保证终端不会在发送天线数的配置上出现错误，必须要有相应的措施保证终端在当前获取正确的发送天线数目，这就需要进行额外的方案设计和信令设计，必然会增加额外的信令开销和处理时延。

并且，对于终端本身而言，需要改动终端的协议；另外，针对不同类型的终端，也需要采用不同的设计方案。因此，还增加了实施的复杂度。发明内容

本发明实施例提供了一种多天线系统中的数据发送方法和装置，以降低功耗的同时，兼顾系统的动态传输性能，并且，可以不增加额外的方案设计和信令设计，也可以不需要对终端进行任何改变，降低了实施的复杂度。

本发明实施例公开了如下技术方案：

一种多天线系统中的数据发送方法，应用于发送分集模式，包括：在数据发送周期，根据系统的传输质量确定关闭天线的数目和关闭时间；在所述关闭时间内，关闭所确定数目的天线，开启除关闭天线外的剩余天线，将待发送数据通过所述剩余天线发送；

在所述数据发送周期的除所述关闭时间的剩余时间内，开启所有天线，通过所有天线发送待发送数据。

一种多天线系统中的数据发送装置，应用于发送分集模式，包括：确定单元，用于在数据发送周期，根据系统的传输质量确定关闭天线的数目和关闭时间；第一发送单元，用于在所述关闭时间内，关闭所确定数目的天线，开启除关闭天线外的剩余天线，将待发送数据通过所述剩余天线上发送；

第二发送单元，用于在所述数据发送周期的除所述关闭时间的剩余时间内，开启所有天线，通过所有天线发送待发送数据。

由上述实施例可以看出，本发明公开的技术方案通过系统的传输质量，动态关闭天线，不仅减少所关闭天线对应的射频通道的动态和静态能耗，从而减少发送系统的总功耗，也兼顾了系统的动态传输性能。

此外，本发明实施例的公开的技术方案在动态改变发送天线数，实现节能目的的同时，与传统天线数改变的机制相比，减少通知信令开销，提高应用的灵活性，主要表现在：

1 ) 由于应用在分集模式下，当将待发送数据只通过开启的天线发送时，接收端也按照天线被关闭前的正常接收方式接收数据，因此，接收端的接收机结构不需要随发送天线数的动态变化而改变，仍按照原天线数目下的方式进行接收，保持了收发方式的连续性，减少了协议流程开销；

2 )进一步的，由于接收端也按照天线被关闭前的正常接收方式接收数据，发送端不需要通知发送天线数改变，因此，发送端不需要因为发送天线数改变而传送额外信令到接收端，减少了信令开销；

3 ) 由于关闭天线的数目和关闭时间的长度可以在每个数据发送周期内发生变化，而不是一个固定的数值，因此，天线发送方式可实现灵活变化，从而适应较短时间内的业务量变化或信道波动。附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作筒单地介绍，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 为现有技术中在多天线系统内采用天线切换分集技术进行数据发送的结构示意图；

图 2为本发明一种多天线系统中的数据发送方法的一个实施例的流程图；图 3为本发明待发送数据的一个结构示意图；

图 4为本发明一种数据发送模式的设计流程图；

图 5为本发明中两天线系统的一种发送图样示意图；

图 6为本发明中四天线系统的一种发送图样示意图；

图 7为本发明中四天线系统中的数据发送方式示意图；

图 8为本发明一种四天线系统中的数据发送方法的一个实施例的流程图；图 9 为本发明一种四天线系统中的数据发送方法的另一个实施例的流程图；

图 10 为本发明一种多天线系统中的数据发送装置的一个实施例的结构图；

图 11为本发明中确定单元的一个结构示意图；

图 12为本发明中第一发送单元的一个结构示意图；

图 13为本发明中第一发送单元的另一个结构示意图。具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。实施例一

请参阅图 2, 其为本发明一种多天线系统中的数据发送方法的一个实施例的流程图，该方法应用由于具有多天线设备，例如基站，用户终端等，该设备在可以通过其上的多天线进行无线通信，包括以下步骤：

步骤 201 : 在数据发送周期，根据系统的传输质量确定关闭天线的数目和关闭时间；

需要强调的是，在本发明的技术方案中， "系统的传输质量" 包括误码率、重传率或者丟包率，当然，也包括其它可以反映系统的传输质量的参数。在本发明实施例中，对系统的传输质量的具体参数不——进行限定。

在发送分集模式的多天线系统中，发送天线数是 2的倍数。其中，两天线和四天线是最常用的天线配置方式。以两天线为例，共有四种天线发送状态，如下表所示。

其中，在状态 0中，关闭天线的数目为 2个，即，关闭所有的天线。在状态 1和 2中，关闭天线的数目都为 1个，在状态 3中，关闭天线的数目为 0 个，即，两个天线都不关闭。

优选的，关闭天线的时间与系统的传输质量成正比例关系。如果才艮据重传率的大小确定系统的传输质量很低，则关闭天线的时间也相应地减少；如果根据重传率的大小确定系统的传输质量很高，则关闭天线的时间可以增长。两天线均关闭的状态，仅用在无业务需要发送（包括导频和数据）的时刻。

在每一种天线发送状态下，关闭时间的长度也可以不同。例如，对于两天线的系统，如果确定了天线发送状态为状态 1 , 即，关闭天线 0, 开启天线 1 , 对于关闭的天线 0 ,其关闭的时间可以占整个数据发送周期的 20% , 40%, 60%、 80% , 当然，也可以是其它的百分比。其中，需要强调的是，在所有的百分比数值中， 0%和 100%也具有实际物理意义，如果天线的关闭的时间占整个数据发送周期的 0%, 则说明天线在整个数据发送周期内都不关闭，如果天线的关闭时间占整个数据发送周期的 100%, 则说明天线在整个数据发送周期内都是关闭的。关闭时间的长度也与系统的传输质量成正比例关系，如果根据重传率的大小确定系统的传输质量很低，当关闭天线的数目已经确定后，关闭时间可以相应地减少，例如，关闭时间占整个数据发送周期的 20%。如果根据重传率的大小确定系统的传输质量很高，当关闭天线的数目确定后，关闭时间也可以相应地增加。例如，关闭时间占整个数据发送周期的 80%。

需要说明的是，在本发明的技术方案中，并不限定关闭天线的具体数目，也不限定关闭天线的具体时间。在不同的多天线系统中，如两天线的多天线系统或者四天线的多天线系统，会有各种不同的天线发送状态，每一种天线发送状态都对应不同的关闭天线数目。在应用中，需要根据具体的系统状态（是两天线系统还是四天线系统）和运营商的使用需求（如，在两天线系统中，当系统的传输质量很低时，如果运营商对数据传输要求比较严格，需要保证高质量的传输，则可以选择不关闭天线，如果运营商对数据传输要求比较宽松，则可以选择关闭一个天线）来确定最终的数目。同样，对于确定数目的关闭天线，也需要根据运营商的使用需求（如，在两天线系统中，如果关闭了一个天线，当系统的传输质量很低时，如果运营商对数据传输要求比较严格，需要保证高质量的传输，则可以适当减少关闭时间，如果运营商对数据传输要求比较宽松，则可以适当增加关闭时间）来确定关闭时间的具体长度。

优选的，所述在任意一个数据发送周期，按照正比例关系，根据系统的传输质量确定关闭天线的数目和关闭时间的长度包括：定时获取系统的传输质量；根据一个定时周期获取的系统的传输质量，按照正比例关系确定当前数据发送周期内关闭天线的数目和关闭时间。

在上述优选的方案中，为了保证根据实时的系统的传输质量确定关闭天线的数目和关闭时间的长度，设定一个获取系统的传输质量的定时周期，在每个定时周期定时获取系统的传输质量。其中，该定时周期与数据发送周期没有严格的大小关系，定时周期可以大于数据发送周期，也可以小于数据发送周期，优选的，使定时周期与数据发送周期相等。对于当前数据发送周期而言，一种优选的方法是：根据最近一个定时周期获取的系统的传输质量，确定当前数据发送周期内关闭天线的数目和关闭时间。

步骤 202: 在所述关闭时间内，关闭所确定数目的天线，开启除关闭天线外的剩余天线，将待发送数据通过所述剩余天线发送；

通常，数据发送周期以计时单位为最小时间单位，所述计时单位包括符号、时隙、子帧或者帧。而时隙由符号构成，子帧由时隙构成，帧由子帧构成。假设，以子帧为计时单位为例，如果整个数据发送周期为 10个子帧的时间，确定了天线的关闭时间占整个数据发送周期的 20% ,即关闭时间为 2个子帧的时间，除了可以从 10个子帧的数据发送周期中任意选择两个连续的子帧作为关闭时间外，为了进一步提高系统的传输性能，优选的，在所述关闭时间内，关闭所确定数目的天线包括：从所述数据发送周期中均匀地选择关闭天线的计时单位，使得计时单位均勾分布在数据发送周期，其中，所述关闭天线的计时单位的时间总和为确定的关闭时间，数据发送周期以计时单位为最小时间单位，所述计时单位包括符号、时隙、子帧或者帧；从所有的发送天线中为每个关闭天线的计时单位选择关闭的天线，其中，所有关闭天线数目的总和为确定的关闭天线数目。

在上述优选的方案中，按照计时单位均匀分布的原则，例如，对于 10个子帧的发送周期，关闭时间为 2 个子帧的情况，可以在数据发送周期的前 5 个子帧中选择第一个子帧作为关闭时间的一个子帧，在后 5个子帧中选择第一个子帧作为关闭时间的另一个子帧，从而使关闭时间的 2个子帧均匀地分布在整个数据发送周期中。当然，除了上述选择方式外，还可以采用其它的选择方计时单位除了可以是子帧外，还可以是符号时隙、或者帧。很容想到，由于时隙由符号构成，子帧由时隙构成，因此，当计时单位为时隙时，如果使时隙均匀分布在整个数据发送周期，子帧也就必然均勾地分布在整个数据发送周期；当计时单位为符号时，如果使符号均勾地分布在整个数据发送周期，时隙也就必然均勾地分布在整个数据发送周期上，最终也可以保证子帧均勾地分布在整个数据发送周期上。在确定了关闭天线的计时单位后，再从所有的发送天线中为每个关闭天线的计时单位选择关闭的天线。如，假设在两天线系统中，当前数据发送周期需要在两个子帧长度的关闭时间内关闭一个天线，选择在关闭时间的 2个子帧上关闭天线 1。

为了提高系统的传输性能，还可以等概率地选择关闭的天线。因此，进一步优选的，所述在所述关闭时间内，关闭所确定数目的天线包括：从所述数据发送周期中均勾地选择关闭天线的计时单位，使得计时单位均勾分布在数据发送周期，其中，所有关闭天线的计时单位的时间总和为确定的关闭时间，数据发送周期以计时单位为最小时间单位，所述计时单位包括符号、时隙、子帧或者帧；按照选择概率相等的原则从所有的发送天线中为每个关闭天线的计时单位等概率地选择关闭的天线，其中，所有关闭天线的数目总和为确定的关闭天线数目。

在该进一步的优选方案中，除了从所有的发送天线中任意地为每个关闭天线的计时单位选择关闭的天线外，也可以按照等概率选择的原则，从所有的发送天线中为每个关闭天线的计时单位等概率地选择关闭的天线，使每个天线被选择的概率是相等的。如，假设在两天线系统中，当前数据发送周期需要在两个子帧长度的关闭时间内关闭一个天线，选择在关闭时间的第一个子帧上关闭天线 0, 而在关闭时间的第二个子帧上关闭天线 1。当然，除了上述 "轮换关断" 的选择方式外，对于其它数目的关闭天线和其它长度的关闭时间，还可以采用其它的选择方式，也可以保证每个天线等概率地被选择关闭。

另外，除了按照概率相等的原则从所有的发送天线中为每个关闭天线的计时单位等概率地选择关闭的天线外，还可以按照预定的选择比例为每个关闭天线的计时单位选择关闭的天线。如， 4叚设在两天线系统中，关闭时间占用整个数据发送周期的 30%, 即关闭时间为 3个子帧的时间，关闭天线的数目为 1 个，按照等概率的原则为每个计时单位选择天线，则可以选择在第 1和 7个子帧的关闭时间关闭天线 0, 而选择在第 4个子帧的关闭时间关闭天线 1。

除了上述在数据发送周期的确定长度的时间内，关闭确定数目的天线的实施方式之外，另一种优选的实施方式是，将待发送的数据区分为覆盖帧和节能帧两种，系统在覆盖帧中处于正常工作状态，在节能帧中处于节能状态，这样，通过调节覆盖帧数量与节能帧数量的比例，可以实现节能功耗的目的。基于此，所述在数据发送周期的确定长度的时间内，关闭确定数目的天线包括：根据业务量的大小确定覆盖帧数量和节能帧数量，其中，系统在所述覆盖帧中处于正常工作状态，在所述节能帧中处于节能状态；在所述覆盖帧中开启所有的天线，在所述节能帧中传输重要信令的重要子帧上开启所有的天线，在所述节能帧的除重要子帧外的其余子帧中选择关闭的天线。

在目前的技术中，在 LTE系统中，传输广播信息和同步信息的第 0子帧，传输同步信息的第 5子帧以及传输寻呼信息的第 4子帧和第 9子帧都是传输重要信令的子帧。当然，除了将这些子帧作为传输重要信令的重要子帧之外，还可以根据具体的系统设计设定传输重要信令的重要子帧。本发明实施例对一个数据帧中哪些子帧为重要子帧并不进行限定。

一种优选的实施方式是，在所述节能帧的第 0和 5号子帧上开启所有的天线，在第 1、 2、 3、 6、 7和 8号子帧上选择关闭的天线，当发送信令时，在第 4和 9号子帧上开启所有的天线，当发送业务数据时，在第 4和 9号子帧上选择关闭的天线，其中，所有关闭天线的数目综合为确定的关闭天线数目。进一步优选的，可以按照覆盖帧和节能帧均匀分布在待发送数据中的原则，从待发送数据中设置确定数量的覆盖帧和节能帧。

例如，如图 3所示，根据业务量确定了覆盖帧与节能帧的数量比例为 1 :

1 , 可以按照一个覆盖帧、一个节能帧、一个覆盖帧、一个节能帧这种交替的方式在待发送数据中设置确定数量的覆盖帧和节能帧，使覆盖帧和节能帧能够均匀地分布在待发送数据中，每个覆盖帧和节能帧都包括 10个子帧，每个子帧的周期为 1ms, 而覆盖帧和节能帧作为整个无线帧，其周期为 10ms。在覆盖帧中开启所有的天线，在节能帧的第 0和 5号子帧上开启所有的天线，在第 1、 2、 3、 6、 7和 8号子帧上选择关闭的天线，当发送信令时，在第 4和 9号子帧上开启所有的天线，当发送业务数据时，在第 4和 9号子帧上选择关闭的天线。

另外，在数据发送周期的确定长度的关闭时间内，关闭确定数目的天线时，一种关闭天线的方式是：在所述关闭时间内，关闭所确定数目的天线上的整条射频通道；另一种关闭天线的方式是：在所述关闭时间内，关闭确定数目的天线上射频通道中的至少一个射频单元。

在开启除关闭天线外的剩余天线时，一种开启天线的方式是：开启除关闭天线外的剩余天线，且所述剩余天线的发射功率保持不变；另一种开启天线的方式是：增大除关闭天线外的剩余天线的发射功率，且增大后的发射功率不大于功放的最大发射功率，以增大后的发射功率开启所述剩余天线。

请参阅图 4,其为本发明一种数据发送模式的设计流程图，包括以下步骤：步骤 401：选择一个周期内关闭天线的数目和关闭时间；

具体地，需要定时获取系统的传输质量，根据最近一个定时周期获取的系统的传输质量，按照正比例关系确定当前数据发送周期内关闭天线的数目和关闭时间。

步骤 402: 选择在哪些计时单元上关闭天线；

其中，数据发送周期以计时单位为最小时间单位，计时单位包括符号、时隙、子帧或者帧。可以按照计时单位均匀分布在数据发送周期的原则，从数据发送周期中均匀地选择关闭天线的计时单位。或者，还可以根据业务量的大小确定覆盖帧数量和节能帧数量，这里，系统在覆盖帧中处于正常工作状态，在节能帧中处于节能状态，从待发送数据中选取确定数量的覆盖帧和节能帧，在覆盖帧中开启所有的天线，在所述节能帧的第 0和 5号子帧上开启所有的天线，在第 1、 2、 3、 6、 7和 8号子帧上选择关闭的天线，当发送信令时，在第 4 和 9号子帧上开启所有的天线，当发送业务数据时，在第 4和 9号子帧上选择关闭的天线，其中，所有关闭天线的数目总和为确定的关闭天线数目。优选的，按照覆盖帧和节能帧均匀分布在待发送数据中的原则，从待发送数据中设置确定数量的覆盖帧和节能帧。

步骤 403: 选择关闭哪些天线。

其中，优选的，按照选择概率相等的原则从所有的发送天线中为每个关闭天线的计时单位等概率地选择关闭的天线，其中，所有关闭天线的数目总和为确定的关闭天线数目。

将待发送的数据在除关闭天线外的剩余天线上发送包括：截取式发送、直接式发送、线性组合式映射或者重叠组合式映射。

其中，截取式发送是将关闭天线上的待发送数据分配到至少一个剩余天线上，将所述至少一个剩余天线上的待发送数据丟弃。例如，对于两天线系统，如果选择关闭天线 1 , 将天线 1上的待发送数据 (包括导频信号和数据信号 ) 分配到天线 0上，最后由天线 0将分配的数据发送出去。

直接式发送是将关闭天线上的待发送数据丟弃，除关闭天线外的剩余天线上的待发送数据不变。

线性组合式发送是将关闭天线上的待发送数据与除关闭天线外的剩余天线上的待发送数据进行线性组合，将线性组合后的数据分配到所述剩余天线上。如，对于两天线系统，如果选择关闭天线 1 , 将天线 1上的待发送数据与天线 o上的待发送数据进行线性组合，再将组合后的数据分配到天线 0上，最后由天线 0将组合后的数据发送出去。特别的，由于导频信号的位置在不同的天线上可能会正交，对于正交的情况，剩余天线在导频信号的位置上，同时发送关闭天线上和剩余天线上的所有导频信号。

重叠组合式发送是将关闭天线上的待发送数据与除关闭天线外的剩余天线上的待发送数据进行重叠组合，将重叠组合后的数据分配到所述剩余天线上。如，在两天线系统中，如果天线 0和天线 1都采用 QPSK( Quadrature Phase Shift Keying, 四相相移键控）方式发射数据，当选择关闭天线 0时，将天线 0和天线 1上的待发送数据进行信号重叠后，天线 0可以采用 16QAM的方式发射组合后的信号。

步骤 203: 在所述数据发送周期的除所述关闭时间的剩余时间内，开启所有天线，通过所有天线发送待发送数据。

例如，数据发送周期为 10个子帧，当确定关闭时间占用整个数据发送周期的 20%, 如 2个子帧的时间时，在除这 2个子帧外的剩余 8个子帧内，开启所有天线，从所有天线上发送待发送数据。

在上述步骤 201-203中，确定了每一个数据发送周期内的数据发送方法，根据这种数目发送方法，可以确定一个在时间轴上的发送图样。如图 5 和 6 所示，图 4为本发明中两天线系统的一种发送图样示意图，图 6为本发明中四天线系统的一种发送图样示意图。其中，图 5中的 501为天线 0, 502为天线 1 , 503为天线发送出的信号， 504为时间轴， tl、 tl+l、 tl+2、 tl+3、 tl+4、 tl+5和 tl+6表示 7个连续的计时单位，表中 "0"代表天线处于关闭状态， "Γ 代表天线处于打开状态。图 6中的 601为天线 0, 602为天线 1 , 603为天线 2, 604为天线 3 , 605为天线发送出的信号， 606为时间轴， tl、 tl+l、 tl+2、 tl+3、 tl+4、 tl+5和 tl+6表示 7个连续的计时单位，表中 "0" 代表天线处于关闭状态， "Γ 代表天线处于打开状态。

对于非发送分集模式，如复用模式，可以先将其转换为发送分集模式，然后在发送分集模式中实施本发明的技术方案。这里，需要说明的是，在本发明的技术方案中，并不限定采用何种方式将非发送分集模式转换为发送分集模式，可以采用现有技术中所提供的任何一种方式进行转换。其中，发送分集模式包括空时编码的发送分集模式或者空频编码的发送分集模式。当采用发送分集模式发送数据时，不需要对终端进行任何改变。针对两天线系统的空频编码方式，现证明如下：

当发送端采用非发送分集模式的空频编码时，发送、接收结构为：对任一个给定数据发送周期 t, 在两个不同载波上，两个天线的传输信号可表示为（假设矩阵不同列表示不同发送天线上的传输信号）

假设接收端以单接收天线接收（目前最普遍的接收天线配置方式），则信道增益可表示为 2*1 的矢量 h- ^^ , 其中 = «0^^，/¾ = 0^^ , 和¾分别是两条空间径上的信号衰减幅度和相位。在接收时，采用 Alamouti码的接收机进为：

因此，可对两个信号分别进行解码。

当采用本发明中发送分集模式的空频编码方案时，关闭其中一个天线的发送、接收结构为：

关闭一个天线（假设关闭天线 1), 但保持另一个天线上正常发送（假设为天线、 0), 则在发送周期 t, 不同载波上、两根天线的传输信号可表示为：

0、经过同样的信道^{¾= ?}后，采用相同的接收机结构，在接收端的信号为： ^r ₀ ^{= r} t、 ^{= h} +n₀ r₀* = r*(t) = h +n₀*

ri = At ^{+ T}) = ~^h i + f 经过变换可得 r* = r*(t + T) = -h^, + n[

进行解调信号解调信号为：

由于天线 1关闭的过程中，我们将导频信号同时进行关闭，因此接收机侧完成信道估计后，天线 1的信道增益估计值接近于 0, 即 -0。那么，原来的和信号，即可以筒化为和 = 因而，采用 Alamouti 码的译码方式能够将原始信号和还原（原理同（1 ) )。

经过上述论证可以发现，提出的发送分集模式下，多天线非连续发射方式不需要终端侧进行调整，发送端除了不发送关闭天线对应的数据和导频外，其他操作均保持不变。

利用相同方法，还可以证明在空时编码的发送分集模式中，也不需要对终端进行任何改变。具体证明原理同上，此处不再赘述。

下面再论证一下有益效果：以两天线为例，基站功率 P=40w, 噪声功率 No=0.1w, 4叚设 10%的数据发送周期内，天线 0开启，天线 1关闭（此处关闭指整条射频通道关闭，节约 50%的射频总能耗）； 10%的数据发送周期内。天线 1开启，天线 0关闭； 80%的时间，系统处于两天线均开启的工作状态，那么，

当天线增益 Ih0l=0.9, lhll=0.85时，进入非连续发送后，在剩余天线功率不变的情况下，射频平均总能量节约 10%, 容量降低 2.41%; 在剩余天线功率增大一倍的情况下，射频平均总能量节约 6%, 容量降低 0.0056%。

当天线增益 Ih0l=0.9, lhll=0.10时，进入非连续发送后，在剩余天线功率不变的情况下，射频平均总能量节约 10%, 容量降低 3.94%; 在剩余天线功率增大一倍的情况下，射频平均总能量节约 6%, 容量降低 2.76%。

此外，本发明的公开的技术方案在动态改变发送天线数，实现节能目的的同时，与传统天线数改变的机制相比，减少通知信令开销，提高应用的灵活性，主要表现在：

3 ) 由于关闭天线的数目和关闭时间的长度可以在每个数据发送周期内发生变化，而不是一个固定的数值，因此，天线发送方式可实现灵活变化，从而适应较短时间内的业务量变化或信道波动。

实施例二

下面以四天线系统的设备或者装置为例，详细说明在四天线系统中如何进行数据发送。可以直接知道的是，在四天线系统中，共有 16种数据发送方式，如图 7所示，其为本发明中四天线系统中的数据发送方式示意图。此外，还设定获取系统的传输质量的定时周期与数据发送的周期相同且同步，多天线的数据发送周期为 10个子帧的时间。请参阅图 8, 其为本发明一种四天线系统中的数据发送方法的一个实施例的流程图，包括以下步骤：

步骤 801 : 定时获取系统信息；

其中，该系统信息包括传输模式、终端数以及每个终端在当前定时周期内的重传率。

步骤 802:根据系统信息中的传输模式判断是否为发送分集模式，如果是，进入步骤 805 , 否则，进入步骤 803;

步骤 803: 判断当前的传输模式是否可以转换为发送分集模式，如果是，进入步骤 804, 否则，结束流程；

步骤 804: 将当前的传输模式转换为发送分集模式；

步骤 805: 在下一个数据发送周期，根据系统信息中终端的重传率确定关闭天线的数目和关闭时间；

其中，在本实施例中，由于设定获取系统的传输质量的定时周期与数据发送的周期相同且同步，因此，很容易得到，在当前定时周期获取的重传率用于确定下一个数据发送周期中关闭天线的数目和关闭时间的长度。

假设，在本发明实施例中，根据重传率确定了关闭天线的数目为 2个，关闭时间的长度占整个数据发送周期的 20%。

步骤 806: 选择在数据发送周期的第一子帧关闭天线 1 , 剩余天线开启，在第六个子帧关闭天线 2, 剩余天线开启，将关闭天线上待发送数据映射到剩余天线上；即，在第一个子帧上关闭天线 1 , 天线 0、 2和 3开启，将关闭天线 1上的待发送数据映射到天线 0、 2和 3中的任意一个天线上；在第六个子帧上关闭天线 2, 天线 0、 1和 3开启，将关闭天线 2上的待发送数据映射到天线 0、 1和 3中的任意一个天线上。

关闭模式如下表所示，从表中可以看出，关闭时间均匀地分布在整个数据发送周期，等概率地从 4个发送天线中选择关闭天线。

步骤 807: 在数据发送周期中的关闭时间，由除关闭天线外的剩余天线发送待发送数据，在数据发送周期中的非关闭时间，由开启的所有天线发送待发送的数据。

在第一个子帧上，由天线 0、 2和 3发送待发送数据，该待发送数据包括自身所分配的待发送数据和由天线 1 映射而来的待发送数据；在第六个子帧上，由天线 0、 1和 3发送待发送数据，该待发送数据包括自身所分配的待发送数据和由天线 2映射而来的待发送数据。

3 ) 由于关闭天线的数目和关闭时间的长度可以在每个数据发送周期内发生变化，而不是一个固定的数值，因此，天线发送方式可实现灵活变化，从而适应较短时间内的业务量变化或信道波动。实施例三

下面再以在四天线系统中通过设定覆盖帧和节能帧的比例为例，说明另一种数据发送的方法。请参阅图 9, 其为本发明一种四天线系统中的数据发送方法的另一个实施例的流程图，包括以下步骤：

步骤 901 : 定时获取系统信息；

步骤 902: 判断系统当前是否处于中业务量或者低业务量阶段，如果是，进入步骤 903 , 否则，进入步骤 909;

步骤 903: 根据业务量确定覆盖帧数量和节能帧数量；

其中，系统在覆盖帧中处于正常工作状态，在节能帧中处于节能状态；步骤 904: 在节能帧中关闭天线；

其中，关闭天线的方式可以是关闭天线上的整条射频通道，还可以是关闭天线上射频通道中的至少一个射频单元。而在节能帧中关闭天线的数目和关闭时间的长度按照正比例关系，根据系统的传输质量确定，相关的确定过程可以参见实施例一，此次不再赘述。

步骤 905: 将当前的传输模式转换为分集传输模式；

如果当前的传输模式为分集传输模式，则不需要进行任何转换，如果当前的传输模式为分集传输模式，则需要将当前的传输模式转换为分集传输模式。

步骤 906: 判断终端当前是否处于小区的边缘，如果是，进入步骤 907 , 否则，进入步骤 908;

步骤 907: 将待发送数据分配到覆盖帧中；

步骤 908; 将待发送数据分配到节能帧中；

步骤 909: 判断传输是否结束，如果是，结束流程，否则，重新返回到步骤 901。

此外，本发明的公开的技术方案在动态改变发送天线数，实现节能目的的同时，与传统天线数改变的机制相比，减少通知信令开销，提高应用的灵活性，主要表现在： 1 ) 由于应用在分集模式下，当将待发送数据只通过开启的天线发送时，接收端也按照天线被关闭前的正常接收方式接收数据，因此，接收端的接收机结构不需要随发送天线数的动态变化而改变，仍按照原天线数目下的方式进行接收，保持了收发方式的连续性，减少了协议流程开销；

实施例四

为了实施与上述一种多天线系统中的数据发送方法，本发明实施例还提供一种多天线系统中的数据发送装置，例如无线通信中的基站，在 LTE、 HSPA、 WiMAX等支持多天线分集方式的无线通信系统中均可使用，该装置用于完成上述方法实施例中的各步骤及流程，方法中可以进行的操作与处理在装置的事实例中对应的模块或单元能够执行。请参阅图 10, 其为本发明一种多天线系统中的数据发送装置的一个实施例的结构图，该数据发送装置 10应用于发送分集模式，包括：确定单元 1001、第一发送单元 1002和第二发送单元 1003。下面结合该装置的工作原理进一步介绍其内部结构以及连接关系。

确定单元 1001 , 用于在数据发送周期，根据系统的传输质量确定关闭天线的数目和关闭时间；

第一发送单元 1002, 用于在所述关闭时间内，关闭确定数目的天线，开启除关闭天线外的剩余天线，将待发送数据通过所述剩余天线发送；

第二发送单元 1003 , 用于在所述数据发送周期的除所述关闭时间的剩余时间内，开启所有天线，通过所有天线发送待发送数据。

优选的，所述发送分集模式包括：空时编码的发送分集模式或者空时编码的发送分集模式。

优选的，请参阅图 11 , 其为本发明中确定单元的一个结构示意图。如图 11所示，确定单元 1001包括：传输质量获取子单元 10011和当前周期确定子单元 10012,

传输质量获取子单元 10011 , 用于定时获取系统的传输质量；

当前周期确定子单元 10012, 用于根据一个定时周期获取的系统的传输质量，按照正比例关系确定当前数据发送周期内关闭天线的数目和关闭时间的长度。

优选的，请参阅图 12, 其为本发明中第一发送单元的一个结构示意图，如图 12所示，第一发送单元 1002包括：时间选择子单元 10021和第一天线选择子单元 10022,

时间选择子单元 10021 , 用于从所述数据发送周期中均匀地选择关闭天线的计时单位，使得计时单位均勾分布在数据发送周期，其中，所有关闭天线的计时单位的时间总和为确定的关闭时间，数据发送周期以计时单位为最小时间单位，所述计时单位包括符号、时隙、子帧或者帧；

第一天线选择子单元 10022, 用于从所有的发送天线中为每个关闭天线的计时单位选择关闭的天线，其中，所有关闭天线的数目总和为确定的关闭天线数目。

除了图 12的结构外，优选的，请参阅图 13, 其为本发明中第一发送单元的另一个结构示意图。如图 13所示，第一发送单元 1002包括：时间选择子单元 10021和第二天线选择子单元 10023 ,

时间选择子单元 10021 , 用于从所述数据发送周期中均勾地选择计时单位，使得计时单位均勾分布在数据发送周期，其中，所有关闭天线的计时单位的时间总和为确定的关闭时间，数据发送周期以计时单位为最小时间单位，所述计时单位包括符号、时隙、子帧或者帧；

第二天线选择子单元 10023 , 用于按照选择概率相等的原则从所有的发送天线中为每个关闭天线的计时单位等概率地选择关闭的天线，其中，所有关闭天线的数目总和为确定的关闭天线数目。

或者，除了图 12和图 13所示的优选方式外，第一发送单元包括：数量确定子单元和第三天线选择子单元，

数量确定子单元，用于根据业务量的大小确定覆盖帧数量和节能帧数量，其中，系统在所述覆盖帧中处于正常工作状态，在所述节能帧中处于节能状态；帧选子单元，用于从待发送数据中选取确定数量的覆盖帧和节能帧；第三天线选择子单元，用于在所述覆盖帧中开启所有的天线，在所述节能帧中传输重要信令的重要子帧上开启所有的天线，在所述节能帧的除重要子帧外的其余子帧中选择关闭的天线，其中，所有关闭天线的数目总和为确定的关闭天线数目。

另外，优选的，在关闭天线时，第一发送单元 1002包括：第一关闭子单元，用于在所述关闭时间内，关闭确定数目的天线上的整条射频通道；或者，第二关闭子单元，用于在所述关闭时间内，关闭确定数目的天线上射频通道中的至少一个射频元件。

优选的，在开启天线时，第一发送单元 1002包括：第一开启子单元，用于开启除关闭天线外的剩余天线，且所述剩余天线的发射功率保持不变；或者，第二开启子单元，用于增大除关闭天线外的剩余天线的发射功率，且增大后的发射功率不大于功放的最大发射功率，以增大后的发射功率开启所述剩余天优选的，在将关闭天线上的待发送数据映射到除关闭天线外的剩余天线上时，第一发送单元 1002包括：

截取式发送子单元，用于将关闭天线上的待发送数据分配到至少一个剩余天线上，将所述至少一个剩余天线上的待发送数据丟弃；

或者，

直接式发送子单元，用于将关闭天线上的待发送数据丟弃，除关闭天线外的剩余天线上的待发送数据不变；

或者，

线性组合式发送子单元，用于将关闭天线上的待发送数据与除关闭天线外的剩余天线上的待发送数据进行线性组合，将线性组合后的数据分配到所述剩余天线上；或者，

重叠组合式发送子单元，用于将关闭天线上的待发送数据与除关闭天线外的剩余天线上的待发送数据进行重叠组合，将重叠组合后的数据分配到所述剩余天线上。

3 ) 由于关闭天线的数目和关闭时间的长度可以在每个数据发送周期内发生变化，而不是一个固定的数值，因此，天线发送方式可实现灵活变化，从而适应较短时间内的业务量变化或信道波动。需要说明的是，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流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体 ( Read-Only Memory, ROM )或随机存储记忆体 ( Random Access Memory, RAM )等。

以上对本发明所提供的一种多天线系统中的数据发送方法和装置进行了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，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1、一种多天线系统中的数据发送方法，其特征在于，应用于发送分集模式，包括：

在数据发送周期，根据系统的传输质量确定关闭天线的数目和关闭时间；在所述关闭时间内，关闭所确定数目的天线，开启除关闭天线外的剩余天线，将待发送数据通过所述剩余天线发送；

权

在所述数据发送周期的除所述关闭时间的剩余时间内，开启所有天线，通过所有天线发送待发送数据。利

2

2、根据权利要求 1所述的方法，其要特征在于，所述发送分集模式包括空时编码的发送分集模式或者空频编码的发送分求集模式。

3、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，在所述数据发送周期，根据系统的传输质量确定关闭天线的数目和关闭时间包括：

定时获取系统的传输质量；

根据一个定时周期获取的系统的传输质量，按照正比例关系确定当前数据发送周期内关闭天线的数目和关闭时间。

4、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述在所所述关闭时间内，关闭所确定数目的天线包括：

从所述数据发送周期中均勾地选择关闭天线的计时单位，使得所述计时单位均勾分布在所述数据发送周期，其中，所有关闭天线的计时单位的时间总和为确定的关闭时间，数据发送周期以计时单位为最小时间单位，所述计时单位包括符号、时隙、子帧或者帧；

从所有的发送天线中为每个关闭天线的计时单位选择关闭的天线，其中，所有关闭天线的数目总和为确定的关闭天线数目。

5、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述在所述关闭时间内，关闭所确定数目的天线包括：

根据业务量的大小确定覆盖帧数量和节能帧数量，其中，系统在所述覆盖帧中处于正常工作状态，在所述节能帧中处于节能状态；

在所述覆盖帧中开启所有的天线，在所述节能帧中传输重要信令的重要子帧上开启所有的天线，在所述节能帧的除重要子帧外的其余子帧中选择关闭的天线，其中，所有关闭天线的数目总和为确定的关闭天线数目。

6、根据权利要求 5所述的方法，其特征在于，所述从待发送数据中选取确定数量的覆盖帧和节能帧包括：

按照覆盖帧和节能帧均匀分布在待发送数据中的原则，从待发送数据中设置确定数量的覆盖帧和节能帧。

7、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述在所述关闭时间内，关闭所确定数目的天线包括：

从所述数据发送周期中均勾地选择关闭天线的计时单位，使得计时单位均匀分布在数据发送周期，其中，所有关闭天线的计时单位的时间总和为确定的关闭时间，数据发送周期以计时单位为最小时间单位，所述计时单位包括符号、时隙、子帧或者帧；

按照选择概率相等的原则从所有的发送天线中为每个关闭天线的计时单位等概率地选择关闭的天线，其中，所有关闭天线的数目总和为确定的关闭天线数目。

8、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述在所述关闭时间内，关闭所确定数目的天线包括：

在所述关闭时间内，关闭确定数目的天线上的整条射频通道；

或者，

在所述关闭时间内，关闭确定数目的天线上射频通道中的至少一个射频元件。

9、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述开启除关闭天线外的剩余天线包括：

开启除关闭天线外的剩余天线，且所述剩余天线的发射功率保持不变；或者，

增大除关闭天线外的剩余天线的发射功率，且增大后的发射功率不大于功放的最大发射功率，以增大后的发射功率开启所述剩余天线。

10、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述将待发送数据通过所述剩余天线发送包括：

将关闭天线上的待发送数据丟弃，除关闭天线外的剩余天线上的待发送数据不变；

或者，

将关闭天线上的待发送数据分配到至少一个剩余天线上，将所述至少一个剩余天线上的待发送数据丟弃；

或者，

将关闭天线上的待发送数据与除关闭天线外的剩余天线上的待发送数据进行线性组合，将线性组合后的数据分配到所述剩余天线上；

或者，

将关闭天线上的待发送数据与除关闭天线外的剩余天线上的待发送数据进行重叠组合，将重叠组合后的数据分配到所述剩余天线上。

11、一种多天线系统中的数据发送装置，其特征在于，应用于发送分集模式，包括：

确定单元，用于在数据发送周期，根据系统的传输质量确定关闭天线的数目和关闭时间；

第一发送单元，用于在所述关闭时间内，关闭所确定数目的天线，开启除关闭天线外的剩余天线，将待发送数据通过所述剩余天线上发送；

12、根据权利要求 11所述的装置，其特征在于，所述发送分集模式包括空时编码的发送分集模式或者空频编码的发送分集模式。

13、根据权利要求 11所述的装置，其特征在于，所述确定单元包括：传输质量获取子单元，用于定时获取系统的传输质量；

当前周期确定子单元，用于根据一个定时周期获取的系统的传输质量，按照正比例关系确定当前数据发送周期内关闭天线的数目和关闭时间。

14、根据权利要求 11所述的装置，其特征在于，所述第一发送单元包括：时间选择子单元，用于从所述数据发送周期中均匀地选择关闭天线的计时单位，使得所述计时单位均勾地分布在所述数据发送周期，其中，所有关闭天线的计时单位的时间总和为确定的关闭时间，数据发送周期以计时单位为最小时间单位，所述计时单位包括符号、时隙、子帧或者帧；第一天线选择子单元，用于从所有的发送天线中为每个关闭天线的计时单位选择关闭的天线，其中，所有关闭天线的数目总和为确定的关闭天线数目。

15、根据权利要求 11所述的装置，其特征在于，所述第一发送单元包括：时间选择子单元，用于从所述数据发送周期中均勾地选择计时单位，使得计时单位均勾分布在数据发送周期，其中，所有关闭天线的计时单位的时间总和为确定的关闭时间，数据发送周期以计时单位为最小时间单位，所述计时单位包括符号、时隙、子帧或者帧；

第二天线选择子单元，用于按照选择概率相等的原则从所有的发送天线中为每个关闭天线的计时单位等概率地选择关闭的天线，其中，所有关闭天线的数目总和为确定的关闭天线数目。

16、根据权利要求 11所述的装置，其特征在于，所述第一发送单元包括：数量确定子单元，用于根据业务量的大小确定覆盖帧数量和节能帧数量，其中，系统在所述覆盖帧中处于正常工作状态，在所述节能帧中处于节能状态；第三天线选择子单元，用于在所述覆盖帧中开启所有的天线，在所述节能帧中传输重要信令的重要子帧上开启所有的天线，在所述节能帧的除重要子帧外的其余子帧中选择关闭的天线，其中，所有关闭天线的数目总和为确定的关闭天线数目。

17、根据权利要求 11所述装置，其特征在于，所述第一发送单元包括：第一关闭子单元，用于在所述关闭时间内，关闭确定数目的天线上的整条射频通道；

或者，

第二关闭子单元，用于在所述关闭时间内，关闭确定数目的天线上射频通道中的至少一个射频元件。

18、根据权利要求 11所述的装置，其特征在于，所述第一发送单元包括：第一开启子单元，用于开启除关闭天线外的剩余天线，且所述剩余天线的发射功率保持不变；

或者，

第二开启子单元，用于增大除关闭天线外的剩余天线的发射功率，且增大后的发射功率不大于功放的最大发射功率，以增大后的发射功率开启所述剩余天线。

19、根据权利要求 11所述的装置，其特征在于，所述第一发送单元包括：截取式发送子单元，用于将关闭天线上的待发送数据分配到至少一个剩余天线上，将所述至少一个剩余天线上的待发送数据丟弃；

或者，

线性组合式发送子单元，用于将关闭天线上的待发送数据与除关闭天线外的剩余天线上的待发送数据进行线性组合，将线性组合后的数据分配到所述剩余天线上；

或者，