本发明专利技术是一种用来支持多用户移动宽带通信网络中波束形成天线系统的方法和系统，包括用于设置和调节从每个天线到用户设备的信号的幅度和相位的过程。即，本发明专利技术以与在小区站点上的发射的动态调度中出现的功率电平的快速变化保持同步的方式支持将功率信号值或功率信号电平传送给用户设备。本发明专利技术满足了在多个用户位于小区站点的情况下对于到用户设备的改进信号强度信令的这种需求。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及针对小区分段(cell segment)中的多个用户，支持关于空间波束的信号功率变化。
技术介绍
对于移动无线运营商提供语音服务和高速数据服务的需求日益增长，同时，这些 运营商希望在每个基站上支持更多的用户，从而降低总的网络成本，使服务对于订户是负 担得起的。因此，需要能够达到更高数据率和更高容量的无线系统。但是，无线服务的可用 频谱是有限的，在固定带宽内增加业务的先前尝试已增加了系统内的干扰并且降低了信号质量。无线通信网络通常分成小区，其中每个小区进一步被分成小区扇区。在每个小区 中提供一个基站以实现与位于该小区内的移动站进行无线通信。当在基站处使用现有技术 的全向天线时存在一个问题，由于每个用户的信号的发射/接收会成为位于网络上相同小 区位置内的其它用户的干扰源，使整个系统的干扰是有限的。此类全向天线示于图1 (a) 中。在这些传统全向天线蜂窝网络系统中，基站没有关于小区内移动单元的位置的信 息并且在小区内的所有方向上辐射信号，以便提供无线电覆盖。这造成在没有要联系的移 动单元时，在发射上浪费功率，还会引起对使用相同频率的相邻小区(所谓的同信道小区) 的干扰。同样，在接收时，天线接收来自所有方向的信号，包括噪声和干扰。一种提高带宽使用效率并降低此类干扰的有效方式是使用多输入多输出(MIMO) 技术，该技术支持发射器和接收器处的多个天线。对于多天线广播信道，如蜂窝网络上的 下行链路，已经开发了发射/接收策略以通过将小区划分为多个扇区，并使用扇形天线 (sectorized antenna)同时与多个用户通信来使下行链路吞吐量最大化。这样的扇形天线 技术提供了一种降低干扰电平并且提高系统容量的显著改进解决方案。扇形天线系统以同时与通信会话中涉及的多个接收器(用户设备、蜂窝电话等)通 信的集中式发射器(小区站点/塔)为特征。通过该技术，每个用户的信号仅由基站在该特 定用户的方向上发射和接收。这允许系统显著降低系统中的总干扰。扇形天线系统，如图 1(b)所示，包括将不同发射/接收波束引向位于小区的扇区的覆盖区域中的用户的天线阵 列。为了提高扇形小区扇区的性能，已经实施了使用正交频域多址(OFDMA)系统的方 案，OFDMA系统也称为空分多址(SDMA)系统。在这些系统中，移动站可以使用这些空间波4束中的一个或更多与基站通信。这种正交地引导信号的发射和接收的方法(称为波束形成) 通过在基站处的先进信号处理而成为可能。波束形成方案由以下定义形成小区扇区内的多个空间波束，以将该小区扇区分 成不同的覆盖区域。基站在发射和接收中的辐射图适于每个用户，从而获得该用户方向上 的最高增益。通过使用扇形天线技术，并通过利用小区内移动单元的空间位置和信道特性， 已经开发了用来增强性能的被称作空分多址(SDMA)的通信技术。空分多址(SDMA)技术基 本上通过波束形成和/或预编码产生同时发射的多个不相关的空间管道，由此它可以提供 多址无线电通信系统的优越性能。一类波束形成方案是自适应波束方案，它动态地将波束引向移动站的位置。这种 自适应波束形成方案需要移动性跟踪，其中为了产生自适应波束，要跟踪移动站的位置和 空间特性。根据位置和空间特性，每个用户的信号与复加权相乘，所述复加权调节往来于每 个天线的信号的幅值和相位。这使扇形天线阵列的输出在期望方向上形成发射/接收波 束，并最小化了其它方向上的输出，这可在图形上从图2中看出。预编码是一种使用预定码 字的波束形成的实施方法，其中每个码字是用于天线元件的权重集合。为了支持与用户设备的通信，将向用户设备指示需要设置以发射到用户设备的功 率信号值或信号电平，特别是在多个用户位于小区站点时。在现有技术中，通过3GPP TS 36. 213标准的早期版本(例如，TS 36.213 v8. 3. 0)中所示的无线电资源控制(RRC)信令 向用户设备205和210指示每资源元素的能量分配(EPRE)功率电平。但是，由于调度的动 态特性，已经证明功率电平的RRC信令太慢以致不能与系统中遇到的功率电平的快速变化 保持同步(ke印pace with)。因为多用户-ΜΙΜΟ系统的用户的改变速率高于RRC信令的频 率，所以该问题造成性能损失。而且，使用RRC信令来指派到用户设备的功率电平存在其它 缺点，包括调度器复杂性增加，以及需要更多功率电平的RRC信令。因为目前已知的向用户设备指示每资源元素的能量分配(EPRE)的方法速度不够 快，无法与小区站点上发射的动态调度中出现的功率电平的快速变化保持同步，所以需要 到达用户设备的改进信号强度或者电平信令，特别是使用相同的信道资源为发射目的而调 度位于同一小区站点的多个用户的情况，EPRE是到用户设备的发射的信号强度值或电平。 还需要支持多用户移动宽带通信网络中的扇形波束形成天线系统，包括解决上面指出的问 题。根据任何特定网络配置或者通信系统上使用的命名法，可以把系统上的各种组件 命名为不同的名字。例如，“用户设备”包括电缆网络上的PC，以及通过无线连接而直接耦 合到蜂窝网络的其它类型的设备，如可通过以下体会到的具有各种特征和功能(如因持网 接入，电子邮件，消息服务等)的各种品牌和型号的移动终端(“蜂窝电话”)。而且，根据发射和接收通信的方向，词语“接收器”和“发射器”可以称为“接入点” (ΑΡ)，“基站”和“用户”。例如，对于下行链路环境，接入点AP或基站(eNodeB或eNB)是发 射器，并且用户是接收器，而对于上行链路环境，接入点AP或基站(eNodeB或eNB)是接收 器，并且用户是发射器。(诸如发射器或接收器之类的)这些术语不是限制性定义的，而是可 包括位于网络上的各种移动通信单元或者发射装置。
技术实现思路
本专利技术是一种支持多用户移动宽带通信网络中的波束形成天线系统的方法和系 统，包括用于设置和调节从每个天线到用户设备的信号的幅度和相位的过程。即，本专利技术以 与在小区站点上的发射的动态调度中出现的功率电平的快速变化保持同步的方式支持将 功率信号值或电平传送给用户设备。本专利技术满足了在多个用户位于小区站点的情况下，对 于到用户设备的改进信号强度信令的这种需求。附图说明通过下文的详细描述及结合附图解读的所附权利要求书，会很容易理解本专利技术的 目的和特征，图中同样的附图标记表示同样的元件，在附图中。图1是全向天线(a)和扇形天线(b)的图解说明。图2是引导到期望用户的加权扇形发射波束的图解说明；以及。图3是基站和移动站的示例性组件的框图。具体实施例方式在图1 (a)中，全向天线105的总发射架构100，全向天线105在通过箭头125、 115、135和140示出的各个方向上同等地径向向外发射。对于发射架构100，通过区域120 示出覆盖区域的周界。通过使用图1(b)中所示的扇形天线架构141已经获得改进的效率。架构140中示出了多个天线145、147和148，其中每个天线被定向为蜂窝网络的不 同区域，示出为定向发射175用于覆盖区域150，发射190用于覆盖区域157，并且定向发 射180用于覆盖区域155。在此背景下，通过扇形架构可以提高系统容量。通过改变各个发射信号的强度，对于扇形架构200如图2所示可以获得附加效率 和减少的干扰。多个本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用来为通信系统上从接入节点到接收器的发射波束指定功率缩放因子的方法，所述通信系统具有提供小区扇区中的覆盖的至少两个空间波束，所述方法包括： 在接入节点处确定功率缩放因子，所述功率缩放因子将被用于施加于到接收器之一的发射信号，所述功率缩放因子是基于网络上的资源分配和将通过相同资源被传送到的接收器的数目来确定的， 基于由所述接入节点确定的功率缩放因子，在接入节点处准备指派位格式消息， 通过一个或多个空间波束发射，周期性地从接入节点发射所述指派位格式消息，接收器使用所述指派位信号来为到所述接收器的所述发射波束计算功率缩放因子；以及 基于功率缩放因子动态调节到接收器的发射信号的功率，在接收器处使用从指派位格式消息计算的功率缩放因子来解调所述发射信号。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：LK蒂，
申请(专利权)人：北方电讯网络有限公司，
类型：发明
国别省市：CA
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