垂直扇区分裂方法和基站与流程

本发明涉及移动通信领域，尤其是一种垂直扇区分裂方法和基站。

背景技术：

垂直扇区分裂技术，主要是在基站的数字中频部分进行小区级信号处理，对每个有源天线振子进行幅度和相位控制，从而在垂直维度同时生成具有不同下倾角的多个波束，用于垂直扇区分裂的多个小区，能够提升频谱利用率，增加系统容量。

但是，从实际有源天线垂直扇区分裂组网测试中发现，波束的垂直面存在较为明显的波束旁瓣，导致最内侧的小区之内还存在外小区的信号，造成严重的内外小区间干扰，影响了垂直扇区分裂系统的整体性能。

技术实现要素：

本发明实施例所要解决的一个技术问题是：如何降低垂直扇区分裂系统中波束旁瓣对系统性能的影响。

根据本发明实施例的第一个方面，提供了一种垂直扇区分裂方法，包括：基站形成多个主波束以及主波束对应的下旁瓣波束，不同主波束在垂直维度具有不同的下倾角；基站从各下旁瓣波束中选择信号最强的波束，并将该选中的下旁瓣波束覆盖区域设定为其主波束覆盖区域的空分多址小区，并使用其主波束覆盖区域的小区标识作为该选中的下旁瓣波束覆盖区域的小区标识。

在一个实施例中，方法还包括：基站分别为该选中的下旁瓣波束覆盖区域以及其主波束覆盖区域分配全部系统带宽。

在一个实施例中，基站将该选中的下旁瓣波束及其主波束的不同 入射角作为空分多址小区的设定依据。

在一个实施例中，方法还包括：基站通过接收终端发送的信号的角度判断终端所位于的空分多址小区。

在一个实施例中，基站形成外波束和内波束两个主波束以及外波束对应的外波束下旁瓣波束和内波束对应的内波束下旁瓣波束，外波束和内波束在垂直维度具有不同的下倾角；基站从外波束下旁瓣波束和内波束下旁瓣波束中选择信号最强的波束；如果选中的信号最强的波束是外波束下旁瓣波束，将外波束下旁瓣波束覆盖区域设定为外波束覆盖区域的空分多址小区，并使用外波束覆盖区域的小区标识作为外波束下旁瓣波束覆盖区域的小区标识；如果选中的信号最强的波束是内波束下旁瓣波束，将内波束下旁瓣波束覆盖区域设定为内波束覆盖区域的空分多址小区，并使用内波束覆盖区域的小区标识作为内波束下旁瓣波束覆盖区域的小区标识。

在一个实施例中，基站形成多个主波束以及主波束对应的下旁瓣波束包括：基站通过有源天线的数字中频系统对天线阵子进行幅度和相位的控制，以形成多个主波束以及主波束对应的下旁瓣波束。

根据本发明实施例的第二个方面，提供一种基站，包括：波束形成模块，用于形成多个主波束以及主波束对应的下旁瓣波束，不同主波束在垂直维度具有不同的下倾角；小区配置模块，用于从各下旁瓣波束中选择信号最强的波束，并将该选中的下旁瓣波束覆盖区域设定为其主波束覆盖区域的空分多址小区，并使用其主波束覆盖区域的小区标识作为该选中的下旁瓣波束覆盖区域的小区标识。

在一个实施例中，基站还包括带宽分配模块，用于分别为该选中的下旁瓣波束覆盖区域以及其主波束覆盖区域分配全部系统带宽。

在一个实施例中，小区配置模块还包括角度测量单元，用于测量该选中的下旁瓣波束及其主波束的入射角并将其作为空分多址小区的设定依据。

在一个实施例中，基站还包括信号接收模块，用于通过接收终端发送的信号的角度判断终端所位于的空分多址小区。

在一个实施例中，波束形成模块用于形成外波束和内波束两个主波束以及外波束对应的外波束下旁瓣波束和内波束对应的内波束下旁瓣波束，外波束和内波束在垂直维度具有不同的下倾角；小区配置模块用于从外波束下旁瓣波束和内波束下旁瓣波束中选择信号最强的波束；如果选中的信号最强的波束是外波束下旁瓣波束，将外波束下旁瓣波束覆盖区域设定为外波束覆盖区域的空分多址小区，并使用外波束覆盖区域的小区标识作为外波束下旁瓣波束覆盖区域的小区标识；如果选中的信号最强的波束是内波束下旁瓣波束，将内波束下旁瓣波束覆盖区域设定为内波束覆盖区域的空分多址小区，并使用内波束覆盖区域的小区标识作为内波束下旁瓣波束覆盖区域的小区标识。

在一个实施例中，波束形成模块用于对天线阵子进行幅度和相位的控制，以形成多个主波束以及主波束对应的下旁瓣波束。

本发明至少具有以下优点：在垂直扇区分裂场景下，进一步基于主波束的旁瓣进行空分多址下的虚拟垂直扇区分裂，从而实现混合多层垂直扇区分裂组网，可以重用系统频率资源，提升了系统性能。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

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简单地介绍，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示出本发明垂直扇区分裂方法一个实施例的流程示意图。

图2示出本发明基于外波束旁瓣的混合多层垂直扇区分裂场景示意图。

图3示出本发明基于内波束旁瓣的混合多层垂直扇区分裂场景示意图。

图4示出本发明垂直扇区分裂方法另一个实施例的流程示意图。

图5示出本发明垂直扇区分裂方法又一个实施例的流程示意图。

图6示出本发明垂直扇区分裂方法又一个实施例的流程示意图。

图7示出本发明基站的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

波束旁瓣通常被视为一种干扰而被抑制或者忽视。发明人经研究发现，有些波束旁瓣的信号较强，可以将其从一种干扰转换成为一种有用信号，据此提出本发明的方案，即基于主波束的旁瓣进行空分多址下的虚拟垂直扇区分裂，从而实现混合多层垂直扇区分裂组网。

下面参考图1描述本发明一个实施例的垂直扇区分裂方法。

图1为本发明垂直扇区分裂方法的一个实施例的流程图。如图1所示，该实施例的方法包括：

步骤S102，基站形成多个主波束以及主波束对应的下旁瓣波束，不同主波束在垂直维度具有不同的下倾角。

步骤S104，基站从各下旁瓣波束中选择信号最强的波束，并将该选中的下旁瓣波束覆盖区域设定为其主波束覆盖区域的空分多址小区，并使用其主波束覆盖区域的小区标识作为该选中的下旁瓣波束覆盖区域的小区标识。

上述方案，在垂直扇区分裂场景下，进一步基于主波束的旁瓣进行空分多址下的虚拟垂直扇区分裂，从而实现混合多层垂直扇区分裂组网，可以重用系统频率资源，提升了系统性能。并且，利用下旁瓣波束和相应主波束的空间隔离特性，能够使两个小区之间不会造成干扰。

有源天线能够实现波束独立成形技术，可以在一副天线振子中形成多个同时存在的波束，每个波束可以独立设置下倾角，从而形成垂直多扇区覆盖系统。因此，本发明提出基站可以通过有源天线的数字中频进行垂直扇区分裂。即，步骤S102例如可以采用以下方法实现：

基站通过有源天线的数字中频系统对天线阵子进行幅度和相位的控制，以形成多个主波束以及主波束对应的下旁瓣波束，不同主波束在垂直维度具有不同的下倾角。

在一种示例性的场景中，基站形成内外两个主波束进行垂直维度扇区分裂，即形成内小区、外小区两个小区。在如图2所示的基于外波束旁瓣的混合多层垂直扇区分裂场景中，外波束的下旁瓣较之内波束的下旁瓣信号更强，因此在内小区的内侧形成由外波束的下旁瓣覆盖的第三个小区，该小区的小区标识(CELL-ID)和外小区保持一致。反之，如果内波束的下旁瓣信号更强，如图3所示的基于内波束旁瓣的混合多层垂直扇区分裂场景，则在内小区的内侧形成由内波束的下旁瓣覆盖的第三个小区，该小区的小区标识和内小区保持一致。下面结合图4描述上述场景下的垂直扇区分裂方法。

图4为本发明垂直扇区分裂方法的另一个实施例的流程图。如图4所示，该实施例的方法包括：

步骤S402，基站形成外波束和内波束两个主波束以及外波束对应的外波束下旁瓣波束和内波束对应的内波束下旁瓣波束，外波束和内波束在垂直维度具有不同的下倾角。

步骤S404，基站从外波束下旁瓣波束和内波束下旁瓣波束中选择信号最强的波束。

步骤S4062，如果选中的信号最强的波束是外波束下旁瓣波束，将外波束下旁瓣波束覆盖区域设定为外波束覆盖区域的空分多址小区，并使用外波束覆盖区域的小区标识作为外波束下旁瓣波束覆盖区域的小区标识。

步骤S4064，如果选中的信号最强的波束是内波束下旁瓣波束，将内波束下旁瓣波束覆盖区域设定为内波束覆盖区域的空分多址小区， 并使用内波束覆盖区域的小区标识作为内波束下旁瓣波束覆盖区域的小区标识。

上述方案，在内外小区垂直扇区分裂场景下，进一步基于某一信号较强的主波束的旁瓣进行空分多址下的虚拟垂直扇区分裂，从而实现混合多层垂直扇区分裂组网，可以重用系统频率资源，提升了系统性能。并且，利用下旁瓣波束和相应主波束的空间隔离特性，能够使两个小区之间不会造成干扰。

在上述各实施例中，结合空分多址技术，基站可以分别为选中的下旁瓣波束覆盖区域以及其主波束覆盖区域分配全部系统带宽。下面参考图5描述本发明一个为空分多址小区分配全部系统带宽的方法。

图5为本发明垂直扇区分裂方法的又一个实施例的流程图。如图5所示，该实施例的方法在步骤S104之后还包括：

步骤S506，基站分别为选中的下旁瓣波束覆盖区域以及其主波束覆盖区域分配全部系统带宽。

通过采用这种方法，空间隔离的下旁瓣波束及其主波束可以分别使用全部系统带宽，从而进一步地增加了系统容量，显著提升了系统性能。

此外，可以将选中的下旁瓣波束及其主波束的不同入射角作为空分多址小区的设定依据。从而充分利用垂直扇区分裂系统中波束具有方向性的特点，能够很好地将具有相同小区标识的不同区域区分开来。

此外，基站可以通过接收终端发送的信号的角度判断终端所位于的空分多址小区。当基站检测到终端位于空分多址小区时，将用户发送信号的角度与基站选中的旁瓣波束的入射角和相应主波束的入射角相比较，其中，入射角与终端发送的信号的角度更相近的波束覆盖的区域即为终端所位于的小区。下面参考图6描述本发明垂直扇区分裂系统中确定终端所在小区的方法。

图6为本发明垂直扇区分裂方法的又一个实施例的流程图。如图6所示，该实施例的方法包括：

步骤S602，基站形成三个主波束以及各主波束对应的下旁瓣波束， 主波束在垂直维度的下倾角分别为4°，6°，8°。

步骤S604，基站经检测后，发现下倾角为6°的主波束对应的下旁瓣波束为下旁瓣波束中信号最强的波束，设该下旁瓣波束下倾角为12°。基站将该下倾角为12°的下旁瓣波束覆盖区域设定为其主波束覆盖区域的空分多址小区，并使用其主波束覆盖区域的小区标识作为该选中的下旁瓣波束覆盖区域的小区标识。

步骤S606，基站接收终端发送的信号，检测到终端位于空分多址小区。

步骤S608，基站测量终端发送信号在垂直维度的角度为10°。由于相较于入射角为12°的旁瓣波束和入射角为6°的主瓣波束，终端发送的信号角度与旁瓣波束的角度更相近，因此判断终端位于该旁瓣波束覆盖的小区。

通过以上方法，基站能够较为容易地判断用户实际所位于的小区，从而进行后续的资源调度等操作。

下面参考图7描述本发明一个实施例的基站。

图7为本发明基站的一个实施例的结构示意图。如图7所示，该基站包括：波束形成模块72，用于形成多个主波束以及主波束对应的下旁瓣波束，不同主波束在垂直维度具有不同的下倾角；小区配置模块74，用于从各下旁瓣波束中选择信号最强的波束，并将该选中的下旁瓣波束覆盖区域设定为其主波束覆盖区域的空分多址小区，并使用其主波束覆盖区域的小区标识作为该选中的下旁瓣波束覆盖区域的小区标识。

本发明的基站还可以包括带宽分配模块，用于分别为该选中的下旁瓣波束覆盖区域以及其主波束覆盖区域分配全部系统带宽。

小区配置模块74还可以包括角度测量单元，用于测量将该选中的下旁瓣波束及其主波束的入射角并将其作为空分多址小区的设定依据。

本发明的基站还可以包括信号接收模块，用于基站通过接收终端发送的信号的角度判断终端所位于的空分多址小区。

波束形成模块72可以用于形成外波束和内波束两个主波束以及 外波束对应的外波束下旁瓣波束和内波束对应的内波束下旁瓣波束，外波束和内波束在垂直维度具有不同的下倾角；小区配置模块74可以用于从外波束下旁瓣波束和内波束下旁瓣波束中选择信号最强的波束；如果选中的信号最强的波束是外波束下旁瓣波束，将外波束下旁瓣波束覆盖区域设定为外波束覆盖区域的空分多址小区，并使用外波束覆盖区域的小区标识作为外波束下旁瓣波束覆盖区域的小区标识；如果选中的信号最强的波束是内波束下旁瓣波束，将内波束下旁瓣波束覆盖区域设定为内波束覆盖区域的空分多址小区，并使用内波束覆盖区域的小区标识作为内波束下旁瓣波束覆盖区域的小区标识。

波束形成模块72可以用于对天线阵子进行幅度和相位的控制，以形成多个主波束以及主波束对应的下旁瓣波束。

此外，根据本发明的方法还可以实现为一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机可读介质，在该计算机可读介质上存储有用于执行本发明的方法中限定的上述功能的计算机程序。本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。