專利名稱：：半靜態(tài)波束形成方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及在用于移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站中的波束形成方法、用于移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站、移動(dòng)通信系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
：波束形成的信號(hào)處理技術(shù)可以與發(fā)送或者接收換能器的陣列一起使用，控制輻射方向圖的方向性。當(dāng)接收信號(hào)的時(shí)候，波束形成可以在所需信號(hào)的方向上增加接收機(jī)靈敏度，并且在干擾和噪聲的方向上降低靈敏度。當(dāng)傳送信號(hào)的時(shí)候，波束形成可以在信號(hào)被發(fā)送的方向上增大功率。與全向傳輸相比的變化被認(rèn)為是傳輸增益。這些變化是通過在輻射方向圖中造成波束和零陷(null)完成的。供無線接入網(wǎng)絡(luò)中使用的收發(fā)信機(jī)包括多個(gè)基站，在無線接入網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)的小區(qū)站點(diǎn)中，能夠與部署在多個(gè)用戶駐地的無線接入設(shè)備進(jìn)行雙向時(shí)分雙工(TDD)通信的多個(gè)基站中的每個(gè)基站是現(xiàn)有技術(shù)(WO03/021993)中已知的。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種波束形成方法，如果激活的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)目小于第一閾值，該方法允許向每個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)分配一個(gè)流傳輸波束。如果激活的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)目大于第一閾值，單個(gè)流傳輸波束被分配給具有近的角距離的多個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)。本發(fā)明的實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中給出。
發(fā)明內(nèi)容一種在用于移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站中的波束形成方法，該通信系統(tǒng)包括至少一個(gè)小區(qū)，該方法包括步驟以廣播波束覆蓋小區(qū)的至少一部分；如果在該部分上的激活的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)目小于第一閾值，則為在該小區(qū)的部分上的每個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)分配一個(gè)流傳輸波束，其中波束的方向根據(jù)激活的移動(dòng)臺(tái)的位置進(jìn)行調(diào)整。該方法進(jìn)一步包括如果激活的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)目大于第一闞值，則通過獲得具有在所有可能的激活的移動(dòng)臺(tái)配對(duì)中的最近的角距離的至少兩個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)，選擇一組激活的移動(dòng)臺(tái)，并且分配單個(gè)流傳輸波束給該組激活的移動(dòng)臺(tái)。該實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是允許使用半靜態(tài)波束，這里波束的模式和方向是自適應(yīng)地按照該小區(qū)部分的通信量分布來選擇的。可以按照激活的用戶的總數(shù)及其在該小區(qū)部分內(nèi)的位置，向單個(gè)用戶或者一組用戶分配每個(gè)波束。在一個(gè)實(shí)施例中，該小區(qū)的一部分是一個(gè)扇區(qū)，并且該小區(qū)4皮劃分為扇區(qū)集。在另一個(gè)實(shí)施例中，選擇一組激活的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)一步包括分析該組的每個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)的方向模式或者速度模式。在另一些實(shí)施例中，選擇一組激活的移動(dòng)臺(tái)包括排除以大于第二閾值的速度移動(dòng)的激活的移動(dòng)臺(tái)。選擇一組激活的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)一步包括利用到達(dá)方向(DoA)算法獲得每個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)的位置。在其他的實(shí)施例中，波束形成方法進(jìn)一步包括如果該組激活的移動(dòng)臺(tái)的最近的角距離大于第三閾值，則形成覆蓋該小區(qū)部分的一組等間距的固定波束。該實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)激活的移動(dòng)臺(tái)的位置，可以選擇靜態(tài)波束形成或者固定波束，其中具有典型的等間距方向的多個(gè)波束;f隻蓋該小區(qū)區(qū)i或。在另一些實(shí)施例中，如果在第一和第二波束之間的角距離大于第四閾值，該波束集的第一和第二波束共享相同的頻率資源。在另一些實(shí)施例中，該激活的移動(dòng)臺(tái)將與信道特征相關(guān)的信息反饋給基站。該信道特征包括作為激活的移動(dòng)臺(tái)的接收信號(hào)的質(zhì)量和強(qiáng)度。該接收信號(hào)的質(zhì)量和強(qiáng)度是借助于接收信號(hào)的比特錯(cuò)誤概率測(cè)量的。在另一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及可操作為按照前述方法中的任何一種方法執(zhí)行的用于移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站。在另一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及用于波束形成的移動(dòng)通信系統(tǒng)，該移動(dòng)通信系統(tǒng)可操作為按照前述方法中的任何一種方法執(zhí)行。在另一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括當(dāng)程序在基站上運(yùn)行的時(shí)候，用于使基站去執(zhí)行根據(jù)前述方法中的任何一種方法的可執(zhí)行程序裝置。在下文中將僅僅作為示例通過參考附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中圖1示出移動(dòng)通信系統(tǒng)的方框圖2示出移動(dòng)通信系統(tǒng)的第二方框圖3示出移動(dòng)通信系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例；圖4示出移動(dòng)通信系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例；圖5示出波束形成方法的流程圖6示出移動(dòng)通信系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例。具體實(shí)施例方式圖1示出移動(dòng)通信系統(tǒng)100的方框圖，該移動(dòng)通信系統(tǒng)100包括小區(qū)101、基站102和位于小區(qū)101內(nèi)不同位置的多個(gè)移動(dòng)臺(tái)Ul至U5。廣播波束(未示出)覆蓋整個(gè)小區(qū)101。如果在小區(qū)101上的激活的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)目小于第一閾值，給在小區(qū)101上的每個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)分配一個(gè)波束。對(duì)于在圖l中示出的配置，第一闊值是六個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)，從而每個(gè)移動(dòng)臺(tái)ui-U5被分配有不同的波束波束103分配給U1，并且波束104-107分別地分配給移動(dòng)臺(tái)U2至U5。波束103-107每個(gè)的方向按照激活的移動(dòng)臺(tái)的位置進(jìn)行調(diào)整。圖2示出移動(dòng)通信系統(tǒng)200的第二配置，該移動(dòng)通信系統(tǒng)200包括小區(qū)201的一部分、基站202和多個(gè)移動(dòng)臺(tái)Ul至U8。廣播波束覆蓋小區(qū)201的全部。該移動(dòng)通信系統(tǒng)200也示出變化，該變化可能出現(xiàn)在位置方面，以及在小區(qū)或者小區(qū)的一部分內(nèi)的激活的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)目方面。第一閾值是6，該第一閾值設(shè)置關(guān)于每個(gè)用戶使用單個(gè)波束的限制。在這種情況下，存在對(duì)應(yīng)于比第一闊值更大數(shù)目的八個(gè)激活的移動(dòng)用戶。當(dāng)激活的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)目大于第一閾值的時(shí)候，一組激活的移動(dòng)臺(tái)被選擇，其中選擇的組具有所有可能的激活的移動(dòng)臺(tái)的組中最近的角距離。這個(gè)組被分配單個(gè)波束。按照移動(dòng)通信系統(tǒng)200的配置，波束203將五個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)Ul、U2、U3、U6和U7歸為一組，并且它們?nèi)績(jī)羝し峙浣o相同的波束。這個(gè)組對(duì)應(yīng)于所有可能的激活的移動(dòng)臺(tái)的組中的最近的角距離。該角距離是由基站通過獲取入射角的差值來測(cè)量的。剩余的激活的移動(dòng)臺(tái)被分配單個(gè)波束。移動(dòng)臺(tái)U8被分配波束204,移動(dòng)臺(tái)U4被分配波束205，移動(dòng)臺(tái)U5被分配波束206。對(duì)該激活的移動(dòng)臺(tái)的分組可以對(duì)應(yīng)于不同的選擇算法。對(duì)于第一個(gè)備選方案方案，所有可能的激活的移動(dòng)臺(tái)配對(duì)的角距離被測(cè)量，并且具有最小的角距離的配對(duì)被首先選擇。然后，測(cè)量所選擇的配對(duì)和第三個(gè)或更多激活的移動(dòng)臺(tái)之間的角距離，如果該角距離在角距離閾值內(nèi)則被加入到組中。具有單個(gè)用戶或者具有一組激活的移動(dòng)臺(tái)的波束按照至少一個(gè)移動(dòng)臺(tái)的位置調(diào)整波束的方向。在一個(gè)備選方案中，已經(jīng)進(jìn)入該網(wǎng)絡(luò)的第一個(gè)移動(dòng)臺(tái)可以限定半靜態(tài)波束的方向。每個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)的位置可以使用到達(dá)方向(DoA)算法獲得?？蛇x地，激活的移動(dòng)臺(tái)可以包括全球定位系統(tǒng)接收機(jī)，有可能通過接收全球定位系統(tǒng)接收機(jī)的反饋獲得激活的移動(dòng)臺(tái)的位置。如果在小區(qū)或者小區(qū)的一部分內(nèi)的兩個(gè)波束(例如波束204和206)呈現(xiàn)大于閾值的角距離，這兩個(gè)波束可以共享相同的頻率資源。圖3示出一個(gè)包括小區(qū)部分301和基站302的移動(dòng)通信系統(tǒng)300的實(shí)施例。該系統(tǒng)300進(jìn)一步包括在兩個(gè)波束303和304內(nèi)的六個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)Ul至U6。該小區(qū)的部分301由在該圖中未示出的廣才番波束覆蓋。由于在小區(qū)或者小區(qū)的一部分內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)可以相對(duì)于正在通信的基站改變其方向和速度，有可能通過分析其方向模式，選擇激活的移動(dòng)臺(tái)的組?？蛇x地，可以在選擇激活的移動(dòng)臺(tái)的組時(shí)，使用每個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)的方向和速度模式兩者。在圖3中，由于激活的移動(dòng)臺(tái)U5和U6在類似的方向上以類似的速度模式移動(dòng)，所以兩者被分組到波束303。由于移動(dòng)臺(tái)U1、U3和U4全部以非常低的速度移動(dòng)，或者根本沒有移動(dòng)，所以它們?nèi)勘环纸M到波束304。還可以將一個(gè)特定的波束分配給一個(gè)以大于第二閾值的速度移動(dòng)的激活的移動(dòng)臺(tái)。在此情況下，該波束在整個(gè)小區(qū)中跟隨該移動(dòng)臺(tái)。跟隨用戶U2的波束305就是這種情形。在另一個(gè)實(shí)施例中，移動(dòng)臺(tái)U2被分配到波束304，因?yàn)閷?shí)際位置接近在該組內(nèi)的另一個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)，。激活的移動(dòng)臺(tái)Ul至U6向基站302反饋與信道特征相關(guān)的信息。這些信道特征可以包括接收信號(hào)的質(zhì)量和強(qiáng)度，并且其可以借助于接收信號(hào)的比特錯(cuò)誤概率進(jìn)行測(cè)量。圖4示出移動(dòng)通信系統(tǒng)400的另一個(gè)實(shí)施例，該移動(dòng)通信系統(tǒng)400包括小區(qū)401、基站402和位置遍布整個(gè)小區(qū)401的多個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)Ul至U7。在小區(qū)401內(nèi)的激活的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)目是七，其大于第一閾值六。因此，該激活的移動(dòng)臺(tái)應(yīng)該進(jìn)行分組，形成具有最近的角距離的至少兩個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)構(gòu)成的組。由于所有可能的移動(dòng)臺(tái)分組之間的角距離都大于第三閾值，沒有特定的波束可以分配給一組激活的移動(dòng)臺(tái)。在這種情況下，形成包括波束402至波束405的一組等間距的固定波束。第一波束402覆蓋移動(dòng)臺(tái)U4和U5，第二波束403覆蓋激活的移動(dòng)臺(tái)Ul和U2，波束404覆蓋激活的移動(dòng)臺(tái)U3和U6，并且波束405覆蓋激活的移動(dòng)臺(tái)U7。圖5示出在用于移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站中的波束形成方法的流程圖，該方法包括第一步驟501，以廣播波束覆蓋小區(qū)的至少一部分。8在第二步驟502中，將在該小區(qū)的一部分中激活的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)目與第一閾值相比較。如果在扇區(qū)上的激活的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)目小于第一閾值，則在第三步驟503中，給在該小區(qū)的一部分上的每個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)分配一個(gè)波束。按照激活的移動(dòng)臺(tái)的位置，對(duì)波束的方向進(jìn)行調(diào)整。在第四步驟504中，對(duì)應(yīng)于所有可能的激活的移動(dòng)臺(tái)的分組中的最近的角距離的一組激活的移動(dòng)臺(tái)被選擇。在第五步驟505中，激活的移動(dòng)臺(tái)的分組的最近的角距離與第三閾值相比較。在該方法的第六步驟506中，獲得激活的移動(dòng)臺(tái)的速度，并且從分組選擇中排除具有大于第二閾值的速度的激活的移動(dòng)臺(tái)。在第七步驟507中，如果激活的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)目大于第一閾值，該組被分配單個(gè)波束。該方法進(jìn)一步包括第八步驟508,其中，如果激活的移動(dòng)臺(tái)的分組的最近的角距離大于第三閾值，則形成覆蓋該小區(qū)的一部分的一組等間距的固定波束。圖6描述包括基站601的移動(dòng)通信系統(tǒng)600,基站601包括用于以廣播波束覆蓋小區(qū)的至少一部分的裝置602;用于如果激活的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)目小于第一閾值，則向在該小區(qū)的一部分上的每個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)分配一個(gè)波束的裝置603;用于如果激活的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)目大于第一閾值，則選擇在所有可能的激活的移動(dòng)臺(tái)的分組中具有最近的角距離的一組激活的移動(dòng)臺(tái)，并且將它們分組到單個(gè)波束的裝置604。該基站601進(jìn)一步包括用于利用到達(dá)方向算法獲得每個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)的位置的裝置605。該基站601可以包括計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品以執(zhí)行所描述的一些步驟和/或算法。該移動(dòng)通信系統(tǒng)600進(jìn)一步包括移動(dòng)臺(tái)606，該移動(dòng)臺(tái)606包括用于將反饋信息608傳送給基站601的裝置607。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>505第五步驟506第六步驟507第七步驟508第八步驟600移動(dòng)通4言系統(tǒng)601勤占602用于的裝置603用于分配的裝置604用于選擇的裝置605用于l^尋的裝置606移動(dòng)臺(tái)607用于傳送的裝置608反饋1權(quán)利要求1.一種在用于移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站中的波束形成方法，所述通信系統(tǒng)包括至少一個(gè)小區(qū)，所述方法包括步驟-以廣播波束覆蓋(501)所述小區(qū)的至少一部分；-如果在所述小區(qū)的所述部分上的激活的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)目小于第一閾值，則為在所述小區(qū)的所述部分上的每個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)分配(503)一個(gè)流傳輸波束，其中波束的方向根據(jù)激活的移動(dòng)臺(tái)的位置進(jìn)行調(diào)整；-如果所述激活的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)目大于第一閾值，則通過獲得具有在所有可能的激活的移動(dòng)臺(tái)配對(duì)中的最近的角距離的至少兩個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)，選擇(504)一組激活的移動(dòng)臺(tái)，并且分配單個(gè)流傳輸波束給所述一組激活的移動(dòng)臺(tái)。2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述小區(qū)的所述部分是扇區(qū)，并且所述小區(qū)被劃分為扇區(qū)集。3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述選擇一組激活的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)一步包括分析所述組的每個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)的方向模式。4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述選擇一組激活的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)一步包括分析所述組的每個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)的速度模式。5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述選擇一組激活的移動(dòng)臺(tái)包括排除(506)以大于第二閾值的速度移動(dòng)的激活的移動(dòng)臺(tái)。6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述選擇一組激活的移動(dòng)臺(tái)組進(jìn)一步包括利用到達(dá)方向算法獲得每個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)的位置。7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述波束形成方法進(jìn)一步包括如果所述一組激活的移動(dòng)臺(tái)的最近的角距離大于第三閾值，則形成(508)覆蓋所述小區(qū)的所述部分的一組等間距的固定波束。8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中如果在第一和第二波束之間的角距離大于第四閾值，則波束集的第一和第二波束共享相同的頻率資源。9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述激活的移動(dòng)臺(tái)將與信道特征相關(guān)的信息反饋給所述基站。10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述信道特征包括所述激活的移動(dòng)臺(tái)的接收信號(hào)的質(zhì)量和強(qiáng)度。11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述接收信號(hào)的質(zhì)量和強(qiáng)度是利用接收信號(hào)的比特錯(cuò)誤概率測(cè)量的。12.—種用于移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站(601)，包括-用于按照前述權(quán)利要求中的任何一個(gè)，以廣播波束覆蓋(501)小區(qū)的至少一部分的裝置；-用于按照前述權(quán)利要求中的任何一個(gè)，如果在所述小區(qū)的所述部分上的激活的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)目小于第一閾值，則為在所述小區(qū)的所述部分上的每個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)分配(503)—個(gè)流傳輸波束的裝置，其中波束的方向根據(jù)激活的移動(dòng)臺(tái)的位置進(jìn)行調(diào)整；-用于按照前述權(quán)利要求中的任何一個(gè)，如果所述激活的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)目大于第一閾值，則通過獲得具有在所有可能的激活的移動(dòng)臺(tái)配對(duì)中的最近的角距離的至少兩個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)，選擇(504)—組激活的移動(dòng)臺(tái)，并且分配單個(gè)流傳輸波束給所述一組激活的移動(dòng)臺(tái)的裝置。13.—種用于波束形成的移動(dòng)通信系統(tǒng)(600),包括-用于按照前述權(quán)利要求中的任何一個(gè)，以廣播波束覆蓋(501)小區(qū)的至少一部分的裝置；-用于按照前述權(quán)利要求中的任何一個(gè)，如果在所述小區(qū)的所述部分上的激活的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)目小于第一閾值，則為在所述小區(qū)的所述部分上的每個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)分配(503)—個(gè)流傳輸波束的裝置，其中波束的方向根據(jù)激活的移動(dòng)臺(tái)的位置進(jìn)行調(diào)整；-用于按照前述權(quán)利要求中的任何一個(gè)，如果所述激活的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)目大于第一閾值，則通過獲得具有在所有可能的激活的移動(dòng)臺(tái)配對(duì)中的最近的角距離的至少兩個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)，選擇(504)—組激活的移動(dòng)臺(tái)，并且分配單個(gè)流傳輸波束給所述一組激活的移動(dòng)臺(tái)的裝置。14.一種存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括當(dāng)所述程序在基站上運(yùn)行的時(shí)候用于使基站去執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一個(gè)所述的方法的可執(zhí)行程序裝置。全文摘要本發(fā)明提供了半靜態(tài)波束形成方法及其裝置。該半靜態(tài)波束形成方法是一種在用于移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站中的波束形成方法，該通信系統(tǒng)包括至少一個(gè)小區(qū)，該方法包括步驟以廣播波束覆蓋小區(qū)的至少一部分；如果在該一部分上的激活的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)目小于第一閾值，則為在該小區(qū)的一部分上的分配用于每個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)的分配一個(gè)流傳輸波束，其中波束的方向根據(jù)激活的移動(dòng)臺(tái)的位置進(jìn)行調(diào)整。該方法進(jìn)一步包括如果激活的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)目大于第一閾值，則通過獲得具有在所有可允許能的激活的移動(dòng)臺(tái)配對(duì)中的，獲得具有最近的角距離的至少兩個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)，選擇一組激活的移動(dòng)臺(tái)，并且分配單個(gè)流傳輸波束給該組激活的移動(dòng)臺(tái)。文檔編號(hào)H04W16/28GK101631320SQ20091016396公開日2010年1月20日申請(qǐng)日期2009年5月18日優(yōu)先權(quán)日2008年5月16日發(fā)明者M(jìn)·坦格曼申請(qǐng)人:阿爾卡特朗訊