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公共开销信道成形方法及装置

阅读:687发布:2023-03-03

专利汇可以提供公共开销信道成形方法及装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了用于 正交 频分波束成形系统的公共开销信道成形的方法和装置,方法包括以下步骤:获取天线阵列中阵元的个数为N;把共用开销信道 子载波 分成N份;在每个阵元上分别发射一份不同的共用开销信道子载波。本发明克服了公共信道出现盲区的问题,提高了正交频分波束成形系统的容量和性能。,下面是公共开销信道成形方法及装置专利的具体信息内容。

1.一种用于正交频分波束成形系统的公共开销信道成形方法,其 特征在于,包括以下步骤:
获取天线阵列中阵元的个数为N;
把共用开销信道子载波分成N份;
在每个所述阵元上分别发射一份不同的所述共用开销 信道子载波。
2.根据权利要求1所述的公共开销信道成形方法,其特征在于, 把共用开销信道子载波分成N份具体包括:
分成相等的N份。
3.根据权利要求1所述的公共开销信道成形方法,其特征在于, 把共用开销信道子载波分成N份具体包括:
分成不相等的N份。
4.根据权利要求1所述的公共开销信道成形方法,其特征在于, 在每个所述阵元上分别发射一份不同的所述共用开销信道 子载波具体包括:
把N份所述共用开销信道子载波连续地分配到所述N 个阵元。
5.根据权利要求1所述的公共开销信道成形方法,其特征在于, 在每个所述阵元上分别发射一份不同的所述共用开销信道 子载波具体包括:
把N份所述共用开销信道子载波随机地分配到所述N 个阵元。
6.一种用于正交频分波束成形系统的公共开销信道成形装置,其 特征在于,包括:
获取模,用于获取天线阵列中阵元的个数为N;
分割模块,用于把共用开销信道子载波分成N份;
发射模块,用于在每个所述阵元上分别发射一份不同的 所述共用开销信道子载波。
7.根据权利要求6所述的公共开销信道成形装置,其特征在于, 分割模块包括:
第一模块,用于把所述共用开销信道子载波分成相等的 N份。
8.根据权利要求6所述的公共开销信道成形装置,其特征在于, 分割模块还包括:
第二模块,用于把所述共用开销信道子载波分成不相等 的N份。
9.根据权利要求6所述的公共开销信道成形装置,其特征在于, 发射模块包括:
第一分配模块,用于把N份所述共用开销信道子载波连 续地分配到所述N个阵元。
10.根据权利要求6所述的公共开销信道成形装置,其特征在于, 发射模块还包括:
第二分配模块,用于把N份所述共用开销信道子载波随 机地分配到所述N个阵元。

说明书全文

技术领域

发明涉及通信领域,具体而言,涉及一种用于正交频分波束 成形系统的公共开销信道成形的方法及装置。

背景技术

近年来,以OFDM/OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing/Orthogonal Frequency Division Multiple Access,正交频 分复用/正交频分多址)为调制技术的移动通信系统正在成为下一 代通信的主流技术,最为典型的例子如目前WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access,微波接入全球互通)、LTE (Long-Term Evolution,长期演进)移动通信系统。OFDM/OFDMA 移动通信系统与其它体制的移动通信系统(如码分多址CDMA、 时分多址TDMA)相比,OFDM/OFDMA移动通信系统在宽带数 据容量和业务质量上具有明显的优势,但是OFDM/OFDMA移动通 信系统基站之间的干扰特点限制了OFDM/OFDMA移动通信系统 的容量;另一方面,随着移动通信用户数目的迅速增加,人们对 数据和移动通话质量的要求不断提高,这要求蜂窝小区在大容量 下仍要有高的数据和通话质量。在降低系统的干扰,提高系统的 容量方面,普遍采用的方法是小区扇区化技术。但是扇区过多会 给系统带来大量的切换负担,因此目前的基站设备通常采用三个 扇区或者六个扇区。在城市密集地区,有时需要在扇区基站的基 础上进一步提高系统的容量及性能,此时需要采用其它的一些技 术,如多载波技术,智能天线技术等。另外目前随着新建系统频 点的提高,对系统的覆盖也提出了更高的要求。
图1示出了相关技术的扇区非智能天线OFDM/OFDMA基站 系统网络组成示意图,由于移动频率资源的有限性,蜂窝结构的 移动通信系统是目前公认的和普遍采用的陆地移动通信基站系 统组网方式。根据覆盖地区业务量的差异,蜂窝基站可以采用全 向型基站,也可以采用扇区型基站。图1中基站100和101是具 有三扇区结构的基站系统,每个扇区具有120度覆盖范围。实际 系统可以根据业务量的大小适当改变扇区个数和扇区大小。
图2示出了相关技术的扇区智能天线OFDM/OFDMA基站系 统网络组成示意图,相对于扇区非智能天线蜂窝移动系统,此系 统可以提高系统的容量,减少基站的数目。其中,200是采用智 能天线系统的三扇区基站、201是与之相邻的采用智能天线系统 的单扇区基站。每个基站扇区包含多个对应用户的波束和一个对 应整个扇区的开销信道的波束。以基站200的210扇区为例,数 据波束分别为222、224和226,图中画的波束只是示意,实际中 的波束数会更多。实际系统中,用户波束个数与用户数和多径数 有关。在扇区210中指向用户230是波束224。基站200的212 扇区221波束便是共用开销信道波束。
理论上,具有N个天线阵元的智能天线系统,在加性白色高 斯噪声(AWGN)信道环境下能够带来的增益为10LogN dB,因 此在具有同样阵元发射功率的情况下,智能天线系统可以加大基 站的覆盖范围,例如在路径损耗指数n=4.5、使用8阵元阵列时, 意味着覆盖该地区所需的基站数比使用常规天线系统的基站减 少了60%。在保持同样覆盖范围的情况下,智能天线系统可以提 高基站系统的性能,降低阵元的发射功率,提高基站的成本效益。 智能天线技术中通过窄波束可以将扇区进一步分割,与扇区化非 智能天线系统相比,系统的容量得以大大提高。如图1所示,图 2在图1的每个扇区中又进一步分成了多个波束,多个波束之间 共用开销信道,因此减少了小区之间和小区内多用户的干扰,提 高了系统的容量。
智能天线系统利用天线阵列对波束方向进行控制,可以跟踪 信号的变化。与全向天线和扇区天线相比,智能天线系统通过窄 波束可以提高天线增益,从而可以大大改善信号的接收质量,且 智能天线在消除干扰、扩大小区覆盖半径、降低系统成本、提高 系统容量方面具有显著的优越性。
在OFDM/OFDMA智能天线系统中,形成承载用户业务信息的 多个窄波束,以及形成一个覆盖整个扇区的扇区波束,用于发射用 户的公用信息,如前导(preamble)信息、下行MAP信息(DL-MAP)、 上行MAP等信息。
目前,在公共开销信道研究领域的一种解决方案是在所有的 天线阵元上发射公用信息。空间中任何一点的公共信道强度是天 线阵元上发射公用信息的矢量叠加和,而该解决方案中,各个阵 元矢量叠加形成公共信道时会使有些区域产生相干叠加,使公共 信息的覆盖区域减少,出现覆盖盲区,当移动台进入这些盲区时 会引起通话效果下降甚至引起掉话。

发明内容

本发明旨在提供一种用于正交频分波束成形系统的公共开销信 道成形的方法及装置,以解决上述公共信道出现盲区,导致当移动 台进入这些盲区时引起通话效果下降甚至引起掉话的问题。
根据本发明的一方面,提供了一种用于正交频分波束成形系统 的公共开销信道成形的方法,包括以下步骤:获取天线阵列中阵元 的个数为N;把共用开销信道子载波分成N份;在每个阵元上分别 发射一份不同的共用开销信道子载波。
优选的,把共用开销信道子载波分成N份具体包括:分成相 等的N份。
优选的,把共用开销信道子载波分成N份具体包括:分成不相 等的N份。
优选的,在每个阵元上分别发射一份不同的共用开销信道子载 波具体包括:把N份共用开销信道子载波连续地分配到N个阵元。
优选的,在每个阵元上分别发射一份不同的共用开销信道子载 波具体包括:把N份共用开销信道子载波随机地分配到N个阵元。
根据本发明的另一方面,提供了一种用于正交频分波束成形系 统的公共开销信道成形装置,包括:获取模,用于获取天线阵列 中阵元的个数为N;分割模块,用于把共用开销信道子载波分成N 份;发射模块,用于在每个阵元上分别发射一份不同的共用开销信 道子载波。
优选的,分割模块包括:第一模块,用于把共用开销信道子载 波分成相等的N份。
优选的,分割模块还包括:第二模块,用于把共用开销信道子 载波分成不相等的N份。
优选的,发射模块包括:第一分配模块,用于把N份共用开销 信道子载波连续地分配到N个阵元。
优选的,发射模块还包括:第二分配模块,用于把N份共用开 销信道子载波随机地分配到N个阵元。
本发明因为采用把共用开销信道子载波分成N份在N个阵元 上分别发射,所以克服了公共信道出现盲区,导致当移动台进入这 些盲区时引起通话效果下降甚至引起掉话的问题,提高了正交频 分波束成形系统的容量和性能。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申 请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并 不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了相关技术的扇区非智能天线OFDM/OFDMA基站 系统网络组成示意图;
图2示出了相关技术的扇区智能天线OFDM/OFDMA基站系 统网络组成示意图;
图3示出了根据本发明实施例的用于正交频分波束成形系统的 公共开销信道成形方法的流程图
图4A和图4B示出了根据本发明优选实施例的公共开销信道 成形方法的子载波划分方法的示意图;
图5示出了根据本发明实施例的用于正交频分波束成形系统的 公共开销信道成形装置的方框图

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例,来详细说明本发明。
图3示出了根据本发明实施例的用于正交频分波束成形系统的 公共开销信道成形方法的流程图,包括:
步骤S10,获取天线阵列中阵元的个数为N;
步骤S20,把共用开销信道子载波分成N份;
步骤S30,在每个阵元上分别发射一份不同的共用开销信道子 载波。
本发明中选择阵列天线中每个阵元的平方向与扇区的 角度相同。因为OFDM和OFDMA系统是频分正交的多子载波系 统,本发明把共用开销信道子载波分成N份在N个阵元上分别发 射,这样各个阵元矢量叠加形成公共信道时因为各自发送的子载 波不同和发射内容不同便不会产生相干叠加,不会形成盲区。所 以本发明克服了公共信道出现盲区,导致当移动台进入这些盲区 时引起通话效果下降甚至引起掉话的问题,提高了正交频分波束 成形系统的容量和性能。
优选的,步骤S20具体包括:分成相等的N份。
优选的,步骤S20还具体包括:分成不相等的N份。
优选的,步骤S30具体包括:把N份共用开销信道子载波连续 地分配到N个阵元。
优选的,步骤S30具体包括:把N份共用开销信道子载波随机 地分配到N个阵元。
上述优选实施例中,共用开销信道子载波的分配方法可以连 续分配,也可以采用一定的算法随机分配。连续分配是指把N份 共用开销信道子载波连续地分配到N个天线阵元上发射。
由上可知,把共用开销信道子载波连续的分成N份,这N份 可以相等,也可以不相等。为了达到每个阵元对应的功放功率的 最佳分配,N份中每份的共用开销信道子载波最好功率相等或近 似相等。
上述优选实施例中,采用一定的算法随机分配是指把N份共 用开销信道子载波采用随机算法随机地分配到N个天线阵元上发 射。本发明提到采用的随机算法并不拘泥于某种算法,而且这N 份可以相等,也可以不相等。为了达到能量的最佳分配最好每份 共用开销信道子载波总功率相等或近似相等。
上述优选实施例中,共用开销信道子载波分成N份在N个阵 元上分别发射,N份共用开销信道子载波与N个阵元不存在固定 的对应关系,即它们可以随机对应。
图4A和图4B示出了根据本发明优选实施例的公共开销信道 成形方法的子载波划分方法的示意图。
在图4所示本发明优选实施例中,把共用开销信道子载波分 成4份分别在4个阵元上发射。如图4A所示,假定要发送的子 载波的总数是M个。根据不同的协议及不同的带宽确定不同M。 图4B是顺序的把子载波分成4份,图4B中把1到M/4个子载 波分成一份,M/4+1到M/2个子载波分成一份,M/2+1到3M/4 个子载波分成一份,3M/4+1到M个子载波分成一份,然后把上 述四份子载波分别分配到4根天线上进行发射。图中没有示出建 立的对应关系,可以把1到M/4个子载波分成一份,分给天线1; M/4+1到M/2个子载波分成一份,分给天线2;M/2+1到3M/4 个子载波分成一份,分给天线3;3M/4+1到M个子载波分成一 份,分给天线4。
在上述优选实施例中每份的子载波的功率相等的,采用的是 最简单的顺序平均分配方式。
根据上述优选实施例,把子载波连续的分成4份,这4份可 以相等,也可以不相等。为了达到每个阵元对应的功放功率的最 佳分配,4份中每份的子载波最好功率相等或近似相等。
由于本发明形成的共用开销信道与终端通信时不需要修改 现在协议中的已有协议流程,从而可以很好的应用于现有的 WiMAX和LTE的OFDM/OFDMA多天线系统。本发明不需要增 加硬件,便可以增加公共信息的覆盖,避免了盲区的出现,实现 较简单。
图5示出了根据本发明实施例的用于正交频分波束成形系统的 公共开销信道成形装置的方框图,包括:
获取模块10,用于获取天线阵列中阵元的个数为N;
分割模块20,用于把共用开销信道子载波分成N份;
发射模块30,用于在每个阵元上分别发射一份不同的共用开销 信道子载波。
优选的,分割模块20包括:第一模块,用于把共用开销信道子 载波分成相等的N份。
优选的,分割模块20还包括:第二模块,用于把共用开销信道 子载波分成不相等的N份。
优选的,发射模块30包括:第一分配模块,用于把N份共用 开销信道子载波连续地分配到N个阵元。
优选的,发射模块30还包括:第二分配模块,用于把N份共 用开销信道子载波随机地分配到N个阵元。
从以上的描述中,可以看出,本发明因为采用把共用开销信道 子载波分成N份在N个阵元上分别发射,所以克服了公共信道出 现盲区,导致当移动台进入这些盲区时引起通话效果下降甚至引 起掉话的问题,提高了正交频分波束成形系统的容量和性能。
显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本发明的各模块或 各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算 装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,可选地,它们 可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储 在存储装置中由计算装置来执行,或者将它们分别制作成各个集成 电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模 块来实现。这样,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明, 对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在 本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等, 均应包含在本发明的保护范围之内。
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