專利名稱：一種天線陣列及其信號處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種天線陣列及其信號處理方法。
背景技術(shù)：
為了增加蜂窩網(wǎng)通信的系統(tǒng)容量(頻譜效率)，傳統(tǒng)的做法是增加宏基站數(shù)量。但是考慮到運(yùn)營商的成本，該方法受到諸多限制，例如在人口密集地區(qū)難以尋找合適基站地址(代價太高)，基站運(yùn)營維護(hù)費(fèi)用，硬件成本等。作為一種成本上的折衷方案，小蜂窩被大量部署。然而，小蜂窩只是宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和容量的補(bǔ)充，并不能取代宏蜂窩。目前，如何在不增加基站地址的條件下提高宏蜂窩的系統(tǒng)容量依然是業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)之一?，F(xiàn)有的蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)中，每一個基站側(cè)的天線陣列單元有如下兩個特點(diǎn)
I.同構(gòu)天線，即天線特性是一樣的，所述天線特性包括天線方向性，例如半功率波束寬度等；2.固定天線，即天線的位置/方向性是固定的。例如典型的三扇區(qū)系統(tǒng)，除非人工調(diào)整，天線陣列的覆蓋方向是不變的。然而扇區(qū)化天線的部署加重了扇區(qū)邊界的用戶設(shè)備(UE)所受到的鄰扇區(qū)的干擾。協(xié)調(diào)多點(diǎn)(CoMP)技術(shù)理論上可以盡量減少小區(qū)間干擾，但是由于協(xié)同(非服務(wù))小區(qū)在協(xié)同UE方向天線增益較低，因此存在如下問題I.協(xié)同UE接收到的來自協(xié)同(非服務(wù))小區(qū)的信號功率較低；2.協(xié)同(非服務(wù))小區(qū)很難獲得準(zhǔn)確的下行信道狀態(tài)信息(CSI)，影響了多輸入多輸出(MMO)技術(shù)的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種天線陣列及其信號處理方法，以增加UE的接收功率，降低小區(qū)間干擾水平。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種天線陣列，該天線陣列由具有不同天線特性的異構(gòu)天線構(gòu)成，所述天線特性包括天線方向性、發(fā)射功率；其中，具有不同天線方向性的天線陣列用于發(fā)送不同的下行信號；具有不同發(fā)射功率的天線陣列用于發(fā)送不同的下行信號。具有不同天線方向性的天線陣列中，半功率波束寬度相對寬的天線陣列用于發(fā)送特定的小區(qū)信號；半功率波束寬度相對窄的天線陣列用于發(fā)送特定的用戶設(shè)備UE信號；和/或，具有不同發(fā)射功率的天線陣列中，大功率發(fā)射天線陣列用于發(fā)送特定的小區(qū)信號；小功率發(fā)射天線陣列用于發(fā)送特定的UE信號。所述天線陣列中的定向天線主瓣的水平和/或垂直方向方向角，能夠根據(jù)基站覆蓋范圍內(nèi)UE的分布進(jìn)行調(diào)整。
所述天線陣列中的異構(gòu)活動天線的水平和/或垂直方向角，能夠根據(jù)UE的分布進(jìn)行電動調(diào)整。所述天線陣列中的異構(gòu)固定天線和所述異構(gòu)活動天線處在不同的水平面上，支持360度的水平方向角調(diào)整；或，所述天線陣列中的異構(gòu)固定天線和所述異構(gòu)活動天線處在相同的水平面上，支持小角度的水平方向角調(diào)整。異構(gòu)固定天線處于同一個水平面；異構(gòu)活動天線分為幾組，各組處于同一個水平面。一種天線陣列的信號處理方法，該天線陣列由具有不同天線特性的異構(gòu)天線構(gòu)成，所述天線特性包括天線方向性、發(fā)射功率；所述方法包括具有不同天線方向性的天線 陣列發(fā)送不同的下行信號；具有不同發(fā)射功率的天線陣列發(fā)送不同的下行信號。具有不同天線方向性的天線陣列發(fā)送不同的下行信號的方法為具有不同天線方向性的天線陣列中，半功率波束寬度相對寬的天線陣列發(fā)送特定的小區(qū)信號；半功率波束寬度相對窄的天線陣列發(fā)送特定的UE信號；具有不同發(fā)射功率的天線陣列發(fā)送不同的下行信號的方法為具有不同發(fā)射功率的天線陣列中，大功率發(fā)射天線陣列發(fā)送特定的小區(qū)信號；小功率發(fā)射天線陣列發(fā)送特定的UE信號。該方法還包括根據(jù)基站覆蓋范圍內(nèi)UE的分布，調(diào)整所述天線陣列中的定向天線主瓣的水平和/或垂直方向方向角。該方法還包括根據(jù)UE的分布，電動調(diào)整所述天線陣列中的異構(gòu)活動天線的水平和/或垂直方向角。所述天線陣列中的異構(gòu)固定天線和所述異構(gòu)活動天線處在不同的水平面上，支持360度的水平方向角調(diào)整；或，所述天線陣列中的異構(gòu)固定天線和所述異構(gòu)活動天線處在相同的水平面上，支持小角度的水平方向角調(diào)整。異構(gòu)固定天線處于同一個水平面；異構(gòu)活動天線分為幾組，各組處于同一個水平面。需要說明的是，所述相對寬的天線陣列可以對應(yīng)于360度的全向天線，或120度的扇區(qū)化天線；所述相對窄的天線陣列可以對應(yīng)于15度或30度的定向天線。本發(fā)明能夠在不增加基站地址的條件下有效提高系統(tǒng)容量，可以在與現(xiàn)有系統(tǒng)兼容的同時增加UE的接收功率，同時降低小區(qū)間干擾水平；還可以消除小區(qū)邊界的干擾，尤其提高小區(qū)邊緣UE的通信質(zhì)量。


圖I為本發(fā)明一實(shí)施例的異構(gòu)天線部署示意圖；圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例的異構(gòu)天線部署示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例的異構(gòu)固定天線與異構(gòu)活動天線的比較示意圖4為本發(fā)明實(shí)施例的固定三維天線與活動三維天線的比較示意圖；圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的異構(gòu)活動天線構(gòu)造示意圖；圖6為本發(fā)明另一實(shí)施例的異構(gòu)活動天線構(gòu)造示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例的天線方向角調(diào)整流程圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例中天線陣列處理信號的流程簡圖。
具體實(shí)施例方式在實(shí)際應(yīng)用中，可以使用具有不同天線特性的異構(gòu)天線構(gòu)成天線陣列(如基站天線陣列)，所述天線特性包括天線方向性(如半功率波束寬度)、發(fā)射功率等。具有不同天線方向性的天線陣列可以發(fā)送不同的下行信號；如半功率波束寬度相對寬的天線陣列發(fā)送特定的小區(qū)信號，以標(biāo)示小區(qū)范圍；半功率波束寬度相對窄的天線發(fā)送特定的UE信號，以提高頻譜效率。具有不同發(fā)射功率的天線陣列可以發(fā)送不同的下行信號；如大功率發(fā)射天線陣列發(fā)送特定的小區(qū)信號；小功率發(fā)射天線發(fā)送特定的UE信號。圖I和圖2是異構(gòu)天線的兩個示例。圖I中，全向天線發(fā)送特定的小區(qū)下行信號，例如同步/廣播信道，系統(tǒng)信息，小區(qū)參考符號等。全向天線決定了小區(qū)的覆蓋范圍。定向天線可以進(jìn)一步把小區(qū)劃分成多個(如6個)區(qū)域。由一組定向天線為一個區(qū)域的UE服務(wù)，即發(fā)送特定的UE下行數(shù)據(jù)。和同構(gòu)天線相比(例如6組扇區(qū)化天線把六邊形區(qū)域劃分成6個小區(qū))，異構(gòu)天線同樣能夠在數(shù)據(jù)信道上獲得小區(qū)分裂增益。異構(gòu)天線可以采用天線選擇，例如對于沒有活動UE的扇區(qū)，則對應(yīng)的天線可以不工作而把功率轉(zhuǎn)移到工作的天線上。此外，異構(gòu)天線可以具有更窄的半功率波束寬度從而獲得更大的定向天線增益。異構(gòu)天線和同構(gòu)天線的區(qū)別如表I所示。
權(quán)利要求
1.一種天線陣列，其特征在于，該天線陣列由具有不同天線特性的異構(gòu)天線構(gòu)成，所述天線特性包括天線方向性、發(fā)射功率；其中， 具有不同天線方向性的天線陣列用于發(fā)送不同的下行信號；具有不同發(fā)射功率的天線陣列用于發(fā)送不同的下行信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的天線陣列，其特征在于， 具有不同天線方向性的天線陣列中，半功率波束寬度相對寬的天線陣列用于發(fā)送特定的小區(qū)信號；半功率波束寬度相對窄的天線陣列用于發(fā)送特定的用戶設(shè)備UE信號；和/或， 具有不同發(fā)射功率的天線陣列中，大功率發(fā)射天線陣列用于發(fā)送特定的小區(qū)信號；小功率發(fā)射天線陣列用于發(fā)送特定的UE信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的天線陣列，其特征在于，所述天線陣列中的定向天線主瓣的水平和/或垂直方向方向角，能夠根據(jù)基站覆蓋范圍內(nèi)UE的分布進(jìn)行調(diào)整。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的天線陣列，其特征在于，所述天線陣列中的異構(gòu)活動天線的水平和/或垂直方向角，能夠根據(jù)UE的分布進(jìn)行電動調(diào)整。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線陣列，其特征在于， 所述天線陣列中的異構(gòu)固定天線和所述異構(gòu)活動天線處在不同的水平面上，支持360度的水平方向角調(diào)整；或， 所述天線陣列中的異構(gòu)固定天線和所述異構(gòu)活動天線處在相同的水平面上，支持小角度的水平方向角調(diào)整。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的天線陣列，其特征在于， 異構(gòu)固定天線處于同一個水平面；異構(gòu)活動天線分為幾組，各組處于同一個水平面。
7.一種天線陣列的信號處理方法，其特征在于，該天線陣列由具有不同天線特性的異構(gòu)天線構(gòu)成，所述天線特性包括天線方向性、發(fā)射功率；所述方法包括具有不同天線方向性的天線陣列發(fā)送不同的下行信號；具有不同發(fā)射功率的天線陣列發(fā)送不同的下行信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于， 具有不同天線方向性的天線陣列發(fā)送不同的下行信號的方法為 具有不同天線方向性的天線陣列中，半功率波束寬度相對寬的天線陣列發(fā)送特定的小區(qū)信號；半功率波束寬度相對窄的天線陣列發(fā)送特定的UE信號； 具有不同發(fā)射功率的天線陣列發(fā)送不同的下行信號的方法為 具有不同發(fā)射功率的天線陣列中，大功率發(fā)射天線陣列發(fā)送特定的小區(qū)信號；小功率發(fā)射天線陣列發(fā)送特定的UE信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，該方法還包括 根據(jù)基站覆蓋范圍內(nèi)UE的分布，調(diào)整所述天線陣列中的定向天線主瓣的水平和/或垂直方向方向角。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，該方法還包括 根據(jù)UE的分布，電動調(diào)整所述天線陣列中的異構(gòu)活動天線的水平和/或垂直方向角。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于， 所述天線陣列中的異構(gòu)固定天線和所述異構(gòu)活動天線處在不同的水平面上，支持360度的水平方向角調(diào)整；或，所述天線陣列中的異構(gòu)固定天線和所述異構(gòu)活動天線處在相同的水平面上，支持小角度的水平方向角調(diào)整。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于， 異構(gòu)固定天線處于同一個水平面；異構(gòu)活動天線分為幾組，各組處于同一個水平面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種天線陣列及其信號處理方法，所述天線陣列由具有不同天線特性的異構(gòu)天線構(gòu)成，所述天線特性包括天線方向性、發(fā)射功率；其中，具有不同天線方向性的天線陣列能夠發(fā)送不同的下行信號；具有不同發(fā)射功率的天線陣列能夠發(fā)送不同的下行信號。本發(fā)明能夠在不增加基站地址的條件下有效提高系統(tǒng)容量，可以在與現(xiàn)有系統(tǒng)兼容的同時增加UE的接收功率，同時降低小區(qū)間干擾水平；還可以消除小區(qū)邊界的干擾，尤其提高小區(qū)邊緣UE的通信質(zhì)量。
文檔編號H01Q21/24GK102882568SQ20121036136
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者張曉博 申請人:中興通訊股份有限公司