WO2020098268A1 - 一种天线阵列的控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种天线阵列的控制方法及系统，所述天线阵列包括多个天线，所述控制方法包括以下步骤：获取天线阵列中的部分天线接收到的终端设备发送的导频信号；确定导频信号的信号强度信息；根据信号强度信息确定天线阵列的控制策略；利用控制策略对天线阵列进行控制。本发明在基站侧通过获取天线阵列中的部分天线接收到的终端设备发送的导频信号，确定导频信号的信号强度信息，根据信号强度信息确定天线阵列的控制策略，利用控制策略对天线阵列进行控制，与现有技术中在基站侧通过大规模天线阵列接收用户发送的导频信号并对导频信号进行处理的方式而导致的系统开销增加相比，本发明可以减少系统开销，提升系统运行效率。
Description
本发明要求享有2018年11月12日提交的名称为“一种天线阵列的控制方法及系统”的中国专利申请CN201811340442.5的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种天线阵列的控制方法及系统。
5G采用Massive MIMO(大规模天线技术)，在Massive MIMO系统中，基站侧装备大规模天线阵列，利用多根天线形成空间自由度及有效的多径分量，提高系统的频谱利用率。
基于天线较好的指向性，通常采用天线阵列(例如256、128、64根天线)发送信号给客户，在用户侧，同一方向的大规模天线阵列可以大幅度提高网络容量，减少空间衰落；由波束成形形成的信号叠加增益将使得每根天线只需以小功率发射信号，从而避免了使用昂贵的大动态范围功率的放大器，降低了硬件成本；降低时延，实现了低延时通信。当获取上行链路信息时，需要通过用户侧的手机终端向基站发送导频信号。
然而，在基站侧，通过大规模天线阵列接收用户发送的导频信号并进行处理，导致系统的负担加重，系统开销增大。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明提供了一种天线阵列的控制方法及系统。
第一方面，本发明提供了一种天线阵列的控制方法，所述天线阵列包括多个天线，所述控制方法包括以下步骤：
获取所述天线阵列中的部分天线接收到的终端设备发送的导频信号；
确定所述导频信号的信号强度信息；
根据所述信号强度信息确定所述天线阵列的控制策略；
利用所述控制策略对所述天线阵列进行控制。
第二方面，本发明提供了一种天线阵列的控制系统，所述天线阵列包括多个天线，所述控制系统包括：
信号获取单元，用于获取所述天线阵列中的部分天线接收到的终端设备发送的导频信号；
信号强度确定单元，用于确定所述信号获取单元获取到的所述导频信号的信号强度信息；
控制策略确定单元，用于根据所述信号强度确定单元确定的所述信号强度信息，确定所述天线阵列的控制策略；
控制单元，用于利用所述控制策略确定单元确定的所述控制策略对所述天线阵列进行控制。
本发明实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本发明实施例提供的该方法，在基站侧通过获取天线阵列中的部分天线接收到的终端设备发送的导频信号，确定导频信号的信号强度信息，根据信号强度信息确定天线阵列的控制策略，利用控制策略对天线阵列进行控制，与现有技术中在基站侧通过大规模天线阵列接收用户发送的导频信号并对导频信号进行处理的方式而导致的系统开销增加相比，本发明可以减少系统开销，提升系统运行效率。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
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简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为本发明实施例提供的一种天线阵列的控制方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的步骤S102所示方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的步骤S1025所示方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的步骤S1027所示方法的流程图；
图5为本发明实施例提供的一种天线阵列的控制系统的结构示意图。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动的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。
本发明实施例提供的一种天线阵列的控制方法，如图1所示，该控制方法包括以下步骤：
S101、获取天线阵列中的部分天线接收到的终端设备发送的导频信号。
S102、确定导频信号的信号强度信息。
S103、根据信号强度信息确定天线阵列的控制策略。
S104、利用控制策略对天线阵列进行控制。
在本发明的一个实施例中，以64根天线阵列为例，由于5G天线阵列指向性比较好，因此选取其中12根天线作为接收导频信号的天线，以上是举例说明，方法不限用于64根天线阵列，同样适用于128、256等不同天线数目的天线阵列。
在本发明的一个实施例中，如图2所示，上述步骤S102包括以下步骤：
S1021、采集导频信号的参考信号接收功率RSRP。
S1022、判断RSRP的数值波动幅度是否小于对应的幅度阈值，当RSRP的数值波动幅度小于对应的幅度阈值时，转步骤S1023；当RSRP的数值波动幅度大于或等于对应的幅度阈值时，为了维持接收端一定的信噪比，RSRP控制会较频繁，转步骤S1025。
S1023、计算RSRP的数值的平均值。
可选的，计算RSRP的数值的平均值时，去掉一个最高值和一个最低值，使平均值的计算结果更准确，例如，选取天线阵列中的12根天线作为接收导频信号的天线，在采集到的12根天线的RSRP的数值中，去掉一个最高值和一个最低值，计算剩下的10个数值的平均值。
S1024、将与RSRP的数值的平均值对应的信号强度等级作为信号强度信息。
S1025、计算RSRP的数值的分布概率。
S1026、将与RSRP的数值的分布概率对应的信号强度等级作为信号强度信息。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，上述步骤S1025包括以下步骤：
S10251、确定与RSRP的数值的平均值对应的平均值区间。
S10252、根据预设RSRP平均值区间与信号强度等级的对应关系，查找与确定的平均值区间对应的信号强度等级。
在本发明的一个实施例中，如图4所示，上述步骤S1027包括以下步骤：
S10271、确定与RSRP的数值的分布概率对应的分布概率区间。
S10272、根据预设RSRP分布概率与信号强度等级的对应关系，查找与确定的分布概率区间对应的信号强度等级。
在本发明的一个实施例中，上述步骤S103包括以下步骤：
当信号强度等级达到第一预设等级，并且确定目标切换小区时，将天线阵列由当前小区切换为目标切换小区的操作作为天线阵列的控制策略；以保证用户能够获得较好的信号。
当信号强度等级达到第二预设等级，并且确定目标切换方向时，将天线阵列的波束方向由当前方向切换为目标切换方向的操作作为天线阵列的控制策略。
本发明实施例提供的一种天线阵列的控制系统，如图5所示，该控制系统包括：
信号获取单元11，用于获取天线阵列中的部分天线接收到的终端设备发送的导频信号；
信号强度确定单元12，用于确定信号获取单元11获取到的导频信号的信号强度信息；
控制策略确定单元13，用于根据信号强度确定单元12确定的信号强度信息，确定天线阵列的控制策略；
控制单元14，用于利用控制策略确定单元13确定的控制策略对天线阵列进行控制。
在本发明的一个实施例中，信号强度确定单元12包括：
第一采集子单元，用于采集导频信号的参考信号接收功率RSRP；
第一判断子单元，用于判断第一采集子单元采集到的RSRP的数值波动幅度是否小于对应的幅度阈值；
第一计算子单元，用于当第一判断子单元的判断结果为RSRP的数值波动幅度小于 对应的幅度阈值时，计算RSRP的数值的平均值；
第一确定子单元，将与第一计算子单元计算出的RSRP的数值的平均值对应的信号强度等级作为信号强度信息。
在本发明的一个实施例中，信号强度确定单元12包括：
第二采集子单元，用于采集导频信号的参考信号接收功率RSRP；
第二判断子单元，用于判断第二采集子单元采集到的RSRP的数值波动幅度是否大于对应的幅度阈值；
第二计算子单元，用于当第二判断子单元的判断结果为RSRP的数值波动幅度大于或等于对应的幅度阈值时，计算RSRP的数值的分布概率；
第二确定子单元，将与第二计算子单元计算出的RSRP的数值的分布概率对应的信号强度等级作为信号强度信息。
在本发明的一个实施例中，控制策略确定单元13包括：
第一控制策略确定子单元，用于当信号强度确定单元12确定信号强度等级达到第一预设等级，并且确定目标切换小区时，将天线阵列由当前小区切换为目标切换小区的操作作为天线阵列的控制策略；
第二控制策略确定子单元，用于当信号强度确定单元12确定信号强度等级达到第二预设等级，并且确定目标切换方向时，将天线阵列的波束方向由当前方向切换为目标切换方向的操作作为天线阵列的控制策略。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发 明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
- 一种天线阵列的控制方法，所述天线阵列包括多个天线，其中，所述控制方法包括以下步骤：获取所述天线阵列中的部分天线接收到的终端设备发送的导频信号；确定所述导频信号的信号强度信息；根据所述信号强度信息确定所述天线阵列的控制策略；利用所述控制策略对所述天线阵列进行控制。
- 根据权利要求1所述的天线阵列的控制方法，其中，所述确定所述导频信号的信号强度信息，包括：采集所述导频信号的参考信号接收功率RSRP；判断所述RSRP的数值波动幅度是否小于对应的幅度阈值；当所述RSRP的数值波动幅度小于对应的幅度阈值时，计算所述RSRP的数值的平均值；将与所述RSRP的数值的平均值对应的信号强度等级作为所述信号强度信息。
- 根据权利要求1所述的天线阵列的控制方法，其中，所述确定所述导频信号的信号强度信息，包括：采集所述导频信号的参考信号接收功率RSRP；判断所述RSRP的数值波动幅度是否大于对应的幅度阈值；当所述RSRP的数值波动幅度大于或等于对应的幅度阈值时，计算所述RSRP的数值的分布概率；将与所述RSRP的数值的分布概率对应的信号强度等级作为所述信号强度信息。
- 根据权利要求2所述的天线阵列的控制方法，其中，所述将与所述RSRP的数值的平均值对应的信号强度等级作为所述信号强度信息，包括：确定与所述RSRP的数值的平均值对应的平均值区间；根据预设RSRP平均值区间与所述信号强度等级的对应关系，查找与确定的所述平均值区间对应的信号强度等级。
- 根据权利要求3所述的天线阵列的控制方法，其中，所述将与所述RSRP的数值的分布概率对应的信号强度等级作为所述信号强度信息，包括：确定与所述RSRP的数值的分布概率对应的分布概率区间；根据预设RSRP分布概率与所述信号强度等级的对应关系，查找与确定的所述分布概率区间对应的信号强度等级。
- 根据权利要求1-5任意一项所述的天线阵列的控制方法，其中，所述根据所述信号强度信息确定所述天线阵列的控制策略，包括：当所述信号强度等级达到第一预设等级，并且确定目标切换小区时，将所述天线阵列由当前小区切换为所述目标切换小区的操作作为所述天线阵列的控制策略；当所述信号强度等级达到第二预设等级，并且确定目标切换方向时，将所述天线阵列的波束方向由当前方向切换为所述目标切换方向的操作作为所述天线阵列的控制策略。
- 一种天线阵列的控制系统，所述天线阵列包括多个天线，其中，所述控制系统包括：信号获取单元，用于获取所述天线阵列中的部分天线接收到的终端设备发送的导频信号；信号强度确定单元，用于确定所述信号获取单元获取到的所述导频信号的信号强度信息；控制策略确定单元，用于根据所述信号强度确定单元确定的所述信号强度信息，确定所述天线阵列的控制策略；控制单元，用于利用所述控制策略确定单元确定的所述控制策略对所述天线阵列进行控制。
- 根据权利要求7所述的天线阵列的控制系统，其中，所述信号强度确定单元包括：第一采集子单元，用于采集所述导频信号的参考信号接收功率RSRP；第一判断子单元，用于判断所述第一采集子单元采集到的所述RSRP的数值波动幅度是否小于对应的幅度阈值；第一计算子单元，用于当所述第一判断子单元的判断结果为所述RSRP的数值波动幅度小于对应的幅度阈值时，计算所述RSRP的数值的平均值；第一确定子单元，将与所述第一计算子单元计算出的所述RSRP的数值的平均值对应的信号强度等级作为所述信号强度信息。
- 根据权利要求7所述的天线阵列的控制系统，其中，所述信号强度确定单元包括：第二采集子单元，用于采集所述导频信号的参考信号接收功率RSRP；第二判断子单元，用于判断所述第二采集子单元采集到的所述RSRP的数值波动幅度是否大于对应的幅度阈值；第二计算子单元，用于当所述第二判断子单元的判断结果为所述RSRP的数值波动幅度大于或等于对应的幅度阈值时，计算所述RSRP的数值的分布概率；第二确定子单元，将与所述第二计算子单元计算出的所述RSRP的数值的分布概率对应的信号强度等级作为所述信号强度信息。
- 根据权利要求7-9任意一项所述的天线阵列的控制系统，其中，所述控制策略确定单元包括：第一控制策略确定子单元，用于当所述信号强度确定单元确定所述信号强度等级达到第一预设等级，并且确定目标切换小区时，将所述天线阵列由当前小区切换为所述目标切换小区的操作作为所述天线阵列的控制策略；第二控制策略确定子单元，用于当所述信号强度确定单元确定所述信号强度等级达到第二预设等级，并且确定目标切换方向时，将所述天线阵列的波束方向由当前方向切换为所述目标切换方向的操作作为所述天线阵列的控制策略。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN116865807A (zh) * | 2023-07-17 | 2023-10-10 | 东方空间技术(山东)有限公司 | 一种可切换式遥测天馈系统设计方法及遥测天馈系统 |
| CN116865807B (zh) * | 2023-07-17 | 2024-03-19 | 东方空间技术(山东)有限公司 | 一种可切换式遥测天馈系统设计方法及遥测天馈系统 |
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| EP3879870A4 (en) | 2022-01-05 |
| EP3879870A1 (en) | 2021-09-15 |
| CN111182561A (zh) | 2020-05-19 |
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