一種天線選擇方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種天線選擇方法及裝置，其中，該方法包括：接收終端發(fā)送的接入請求；根據(jù)所述接入請求估計所述接入請求所對應的小區(qū)中的當前用戶數(shù)K；獲取所述小區(qū)中可支持的最大用戶數(shù)Ksupport；比較所述當前用戶數(shù)K與所述可支持的最大用戶數(shù)Ksupport之間的大小關系，得到比較結果；根據(jù)所述比較結果選擇需要開啟的天線。
【專利說明】
一種天線選擇方法及裝置
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)中網絡配置技術，尤其涉及一種天線選擇方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 現(xiàn)有的移動通信系統(tǒng)受到頻譜資源和能耗的雙重約束，換句話說，對于高頻譜效 率需求的現(xiàn)有通信系統(tǒng)及其運營模式，對能量的開銷也非常巨大，未來通信系統(tǒng)需要從頻 譜效率（SE)和能量效率（EE)這兩個角度進行優(yōu)化設計，特別是從能量效率的角度，即實現(xiàn) 系統(tǒng)能量效率的最大化。
[0003] 關于多天線多入多出（Multiple-Input Multiple_0utput，MIM0)技術的能量效率 問題，早期的研究仍然關注無線傳感器網絡應用，旨在解決ΜΜ0系統(tǒng)的頻譜效率與能量效 率的矛盾。隨著電子器件和系統(tǒng)集成技術的進步，在基站端使用大規(guī)模的天線陣列已完全 成為可能，相應地大規(guī)模天線系統(tǒng)（即Large-Scale Antenna Systems，LSAS，又被稱為大規(guī) 模Μπω技術）也就應運而生。相比于天線規(guī)模較小的傳統(tǒng)Μπω技術，大規(guī)模Μπω技術對 空域的利用更加充分，大規(guī)模ΜΙΜΟ技術可以在不增加新的基站站址和頻譜資源的情況下， 極大地提升網絡容量和系統(tǒng)的能量效率。由于這些顯著的優(yōu)勢，大規(guī)模ΜΜ0技術已經受到 業(yè)界和學術界的廣泛關注，并被看作是實現(xiàn)未來高能效綠色寬帶移動通信系統(tǒng)的關鍵技術 之一。
[0004] 系統(tǒng)能效定義為各態(tài)歷經容量與系統(tǒng)總功耗的比值，因此容量與總功耗的大小都 會影響系統(tǒng)能效。對于大規(guī)模ΜΙΜΟ技術而言，并不是天線數(shù)越多所獲得的系統(tǒng)能效就越 大，這是因為隨著天線增多，系統(tǒng)總功耗呈線性增長趨勢，而天線增加所帶來的容量的提升 并不能補償總功耗增加對能效的影響。因此，對于能效優(yōu)化而言，基站天線的配置是及其重 要的。
[0005] 現(xiàn)有技術方案主要是從頻譜效率的角度進行天線的選擇，也就是讓總的數(shù)據(jù)傳輸 速率達到最大來確定發(fā)射和接收天線的配置。具體的天線選擇方法主要分為以下幾種：1) 對估計得到的信道矩陣進行QR分解，得到酉矩陣Q和上三角矩陣R，然后，按照使上三角矩 陣R的最小對角元素值最大的方式選擇發(fā)送天線，即
的方式選擇發(fā)送天線，其中，arg maxt g(t)表示求使函數(shù)g(t)取得最大時參數(shù)t的值，min 表示求最小值運算，Rn…Rkk表示上三角矩陣R的對角元素，
表示小區(qū)1中的基站（簡稱基站1)到小區(qū)b中各用戶的信道矩陣，而以表示基站1到 小區(qū)b中第k個用戶的信道矢量；2)直接對估計得到的各天線的信道矢量進行排序，選出 一組信道質量估計最好的天線進行發(fā)射；3)利用相關矩陣產生特征值，根據(jù)特征值進行最 優(yōu)天線選擇；4)選擇使總數(shù)據(jù)傳輸速率達到最大的天線組合。現(xiàn)有技術中提供的天線選擇 方法中有些方法雖然能夠有效地提升系統(tǒng)吞吐量，但是很有可能造成過多的能量消耗，導 致系統(tǒng)能效過低。

【發(fā)明內容】

[0006] 有鑒于此，本發(fā)明實施例為解決現(xiàn)有技術中存在的至少一個問題而提供一種天線 選擇方法及裝置，在保證系統(tǒng)吞吐量的同時能夠提升系統(tǒng)能效。
[0007] 本發(fā)明實施例的技術方案是這樣實現(xiàn)的：
[0008] 第一方面，本發(fā)明實施例提供一種天線選擇方法，所述方法包括：
[0009] 接收終端發(fā)送的接入請求；
[0010] 根據(jù)所述接入請求估計所述接入請求所對應的小區(qū)中的當前用戶數(shù)K;
[0011] 獲取所述小區(qū)中可支持的最大用戶
[0012] 比較所述當前用戶數(shù)K與所述可支持的最大用戶數(shù)1__之間的大小關系，得到 比較結果；
[0013] 根據(jù)所述比較結果選擇需要開啟的天線。
[0014] 第二方面，本發(fā)明實施例提供一種天線選擇裝置，所述裝置包括接收單元、估計單 元、獲取單元、比較單元和選擇單元，其中：
[0015] 所述接收單元，用于接收終端發(fā)送的接入請求；
[0016] 所述比較單元，用于根據(jù)所述接入請求估計所述接入請求所對應的小區(qū)中的當前 用戶數(shù)K;
[0017] 所述獲取單元，用于獲取所述小區(qū)中可支持的最大用戶數(shù)1_^;
[0018] 所述比較單元，用于比較所述當前用戶數(shù)K與所述可支持的最大用戶數(shù)KsuppM^t 間的大小關系，得到比較結果；
[0019] 所述選擇單元，用于根據(jù)所述比較結果選擇需要開啟的天線。
[0020] 本發(fā)明實施例提供的天線選擇方法及裝置，其中，接收終端發(fā)送的接入請求；根據(jù) 所述接入請求估計所述接入請求所對應的小區(qū)中的當前用戶數(shù)K;獲取所述小區(qū)中可支持 的最大用戶數(shù)K suppc]rt;比較所述當前用戶數(shù)K與所述可支持的最大用戶數(shù)K sup_^t間的大 小關系，得到比較結果；根據(jù)所述比較結果選擇需要開啟的天線，如此，在保證系統(tǒng)吞吐量 的同時能夠提升系統(tǒng)能效。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明實施例一天線選擇方法的實現(xiàn)流程示意圖；
[0022] 圖2為本發(fā)明實施例二的框架結構示意圖；
[0023] 圖3-1為本發(fā)明實施例三在實現(xiàn)時可采用的功能模塊的示意圖；
[0024] 圖3-2為本發(fā)明實施例三中映射表生成流程的示意圖；
[0025] 圖3-3為本發(fā)明實施例三中天線選擇流程的示意圖；
[0026] 圖4為本發(fā)明實施例四天線選擇裝置的組成結構示意圖；
[0027] 圖5-1是采用本發(fā)明選擇需要開啟的天線與采用現(xiàn)有技術開啟所有基站天線時 的能效的比較示意圖；
[0028] 圖5-2是具體場景中得到的不同用戶數(shù)與基站天線數(shù)對應的能效曲面圖；
[0029] 圖5-3是根據(jù)聚焦搜索算法得到的用戶數(shù)與最優(yōu)天線數(shù)的映射關系圖。
【具體實施方式】
[0030] 在大規(guī)模ΜΜ0通信系統(tǒng)中，基站天線一般為幾十根至幾百根，為保證用戶的服務 質量，所有的天線都一直處于工作狀態(tài)，這會產生一定的電路功耗，隨著天線數(shù)目的增加， 電路功耗呈現(xiàn)線性增長的趨勢。當小區(qū)內用戶數(shù)較少時，要保證用戶的服務質量并不需要 所有天線都處于工作狀態(tài)，相反地，過多的天線會造成電路功耗的增加，從而使得系統(tǒng)能效 減小。因此，在本發(fā)明以下實施例提供的技術方案，根據(jù)小區(qū)內用戶的數(shù)目選擇性的開啟某 些天線，以達到提高系統(tǒng)能效的目的，具體地，以最大化能效為前提，根據(jù)用戶數(shù)目和各天 線的信道條件確定基站應開啟的天線集合。
[0031] 下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明的技術方案進一步詳細闡述。
[0032] 實施例一
[0033] 本發(fā)明實施例一提供一種天線選擇方法，該方法應用于基站，該方法所實現(xiàn)的功 能可以通過基站中的處理器調用程序代碼來實現(xiàn)，當然程序代碼可以保存在計算機存儲介 質中。需要說明的是，該基站除了包括處理器和存儲介質外，還包括開關部件如射頻鏈路開 關以及天線。
[0034] 圖1為本發(fā)明實施例一天線選擇方法的實現(xiàn)流程示意圖，如圖1所示，該方法包 括：
[0035] 步驟101，接收終端發(fā)送的接入請求；
[0036] 這里，基站接收到接入請求后，根據(jù)接入請求可以確定該終端所屬的小區(qū)。
[0037] 步驟102,根據(jù)所述接入請求估計所述接入請求所對應的小區(qū)中的當前用戶數(shù)K ;
[0038] 步驟103,獲取所述小區(qū)中可支持的最大用戶數(shù)Ksuppc]rt;
[0039] 步驟104,比較所述當前用戶數(shù)K與所述可支持的最大用戶數(shù)KsuppOTt之間的大小 關系，得到比較結果；
[0040] 步驟105,根據(jù)所述比較結果選擇需要開啟的天線。
[0041] 本發(fā)明實施例中，步驟105,所述根據(jù)所述比較結果選擇需要開啟的天線，包括：
[0042] 步驟1051，當所述比較結果表明當前用戶數(shù)K彡可支持的最大用戶數(shù)Ksu_ rt時， 根據(jù)當前用戶數(shù)K所對應的K個用戶查找用戶數(shù)與天線數(shù)之間的映射表，得到當前用戶數(shù) K對應的天線數(shù)；
[0043] 步驟1052,根據(jù)所述當前用戶數(shù)K對應的天線數(shù)中各天線的信道條件選擇需要開 啟的天線；
[0044] 步驟1053,當所述比較結果表明當前用戶數(shù)K >可支持的最大用戶數(shù)Ksu_rt時， 選擇信道條件滿足預設條件的前K supp"t個用戶進行調度；
[0045] 步驟1054,選擇基站中所有的天線作為所述前Ksupp"t個用戶所需要開啟的天線。
[0046] 本發(fā)明實施例中，步驟103,所述獲取可支持的最大用戶數(shù)Ksupp"t，包括：
[0047] 步驟1031，利用基站的功耗參數(shù)計算系統(tǒng)總功耗，然后根據(jù)所述系統(tǒng)總功耗確定 系統(tǒng)能效，然后利用所述系統(tǒng)能效通過聚焦搜索算法確定用戶數(shù)與天線數(shù)之間的映射表， 所述用戶數(shù)與天線數(shù)之間的映射表為不同用戶數(shù)與天線數(shù)之間的映射表；
[0048] 這里，步驟1031，所述利用基站的功耗參數(shù)計算系統(tǒng)總功耗，然后根據(jù)所述系統(tǒng)總 功耗確定系統(tǒng)能效，然后利用所述系統(tǒng)能效通過聚焦搜索算法確定用戶數(shù)與天線數(shù)之間的 映射表，具體包括：
[0049] 步驟10311，獲取當前用戶數(shù)K、基站的天線總數(shù)Nt、最大搜索用戶數(shù)1(_、用戶數(shù)搜 索步長s K和天線數(shù)搜索步長SWt;
[0050] 步驟10312,判斷當前用戶數(shù)K與最大搜索用戶數(shù)1(_之間的大小關系；若當前用 戶數(shù)K>最大搜索用戶數(shù)1(_時，將預設的用戶數(shù)與天線數(shù)之間的映射表輸出；若當前用戶 數(shù)最大搜索用戶數(shù)1(_時，進行天線數(shù)搜索，根據(jù)公式（1)和（2)計算當前用戶數(shù)Κ所 對應的系統(tǒng)能效；
[0051]
[0053] 公式⑴和公式⑵中，ΕΕ表示系統(tǒng)能效，公式⑴中的分母（Pt+NtP。）表示 系統(tǒng)總功耗，N t表示天線總數(shù)，當本發(fā)明實施例提供的技術方案應用于基站中時，天線 總數(shù)可以為基站的天線總數(shù)；Ba表示子載波帶寬；K(大寫字母）表示當前用戶數(shù)，k(小 寫字母）的取值為正整數(shù)，k表示用戶編號，用戶k即第k個用戶；？,表示基站的輻射 功耗，其中P t的小標字母t表示輻射功耗；P。表示基站的電路功耗，其中P。的小標字 母c表示電路功耗。為小區(qū)b中第k個用戶的可達速率；Eh表示對信道求期望，而
良示基站1到小區(qū)b中各用戶的信道矩陣，而hfc p表示基站 1到小區(qū)b中第k個用戶的信道矢量；表示小區(qū)1中的基站（以下簡稱基站1)到小 區(qū)b中第k個用戶的路徑損耗：
表示小區(qū)1中的預編碼矩陣；
t表示小區(qū)1中的功率分配矩陣，其中為小區(qū)1中用戶 k的功率分配因子，小區(qū)b中用戶k的功率分配因子，k為大于等于1且小于等于K的 整數(shù)；σ 2表示噪聲功率譜密度，上標Η表示矩陣共輒轉置，S表示小區(qū)集合，其中小區(qū)1和 小區(qū)b都屬于（e )小區(qū)集合S。
[0054] 步驟10313,判斷所述當前用戶數(shù)K所對應的系統(tǒng)能效是否第一次小于上一次迭 代所得到的系統(tǒng)能效，是時，令SWf = 按天線數(shù)搜索步長= -1更改天線數(shù)并進行 下一次迭代搜索；否則，按初始天線數(shù)搜索步長更改天線數(shù)并進行下一次迭代搜索；
[0055] 步驟10314,判斷所述當前用戶數(shù)K所對應的能效是否第二次小于上一次迭代所 得系統(tǒng)能效，否時，令= _1，按天線數(shù)搜索步長= 一1更改天線數(shù)并進行下一次迭 代搜索；是時，上一次迭代的天線數(shù)即為當前用戶數(shù)K對應的天線數(shù)，將所述上一次迭代的 天線數(shù)記錄到映射表中，然后，按用戶數(shù)搜索步長％更改當前用戶數(shù)K，以搜索與更改后的 當前用戶數(shù)K對應的天線數(shù)，將天線數(shù)記錄到映射表中并輸出映射表。
[0056] 步驟1032,根據(jù)所述映射表和獲取到的天線總數(shù)隊確定可支持的最大用戶數(shù) Ksupport 0
[0057] 這里，所述根據(jù)所述映射表和獲取到的天線總數(shù)Nt確定可支持的最大用戶數(shù) Ksupport ' 具體包括：
[0058] 根據(jù)所述映射表確定天線數(shù)與用戶數(shù)的配置比；
[0059] 根據(jù)所述天線數(shù)與用戶數(shù)的配置比和基站的天線總數(shù)隊計算可支持的最大用戶 數(shù)K support °
[0060] 實施二
[0061] 在大規(guī)模ΜΜ0通信系統(tǒng)中，由于基站天線數(shù)目是固定的，從能效優(yōu)化的角度來 看，基站所能支持的最大用戶數(shù)也是固定的，而小區(qū)中的用戶數(shù)是變化的，因此，需要判定 小區(qū)中當前用戶數(shù)K與可支持的最大用戶數(shù)K suppcJi行比較，從而根據(jù)比較結果來進行天 線選擇和用戶調度，即當前用戶數(shù)K小于等于可支持的最大用戶數(shù)心_^時，則當前用戶數(shù) K所對應的K個用戶參與調度，并確定天線數(shù)和天線集合；當當前用戶數(shù)K大于可支持的最 大用戶數(shù)Ksupp"^，選擇其中信道條件較好的前1(_^個用戶進行調度，并開啟所有基站天 線。
[0062] 圖2為本發(fā)明實施例二的框架結構示意圖，如圖2所示，選擇基站中的天線的流程 包括：
[0063] 步驟201，用戶向基站發(fā)送接入請求；
[0064] 這里，步驟201中的用戶是指有通信需求的用戶，因此，步驟201為：有通信需求的 用戶向基站發(fā)送接入請求；具體地，有通信需求的用戶可以通過終端如手機等向基站發(fā)送 接入請求。
[0065] 步驟202,基站根據(jù)接入請求估計小區(qū)中的當前用戶數(shù)K ;
[0066] 步驟203,基站確定可支持的最大用戶數(shù)Ksuppc]rt;
[0067] 具體地，基站可以通過聚焦搜索算法確定不同用戶數(shù)對應的天線數(shù)之間的映射 表，然后，基站根據(jù)該映射表和天線總數(shù)N t確定可支持的最大用戶數(shù)K supp"t。
[0068] 步驟204,基站比較當前用戶數(shù)K與可支持的最大用戶數(shù)Ksupp"t之間的大小關系， 得到比較結果；
[0069] 步驟205,基站根據(jù)比較結果確定選擇需要開啟的天線；
[0070] 這里，如果比較結果表明當前用戶數(shù)可支持的最大用戶數(shù)心_^時，則當前 用戶數(shù)Κ所對應的Κ個用戶參與調度，并根據(jù)當前用戶數(shù)Κ查找映射表，得到當前用戶數(shù)Κ 對應的天線數(shù)，再根據(jù)當前用戶數(shù)Κ對應的天線數(shù)中各天線的信道條件選擇需要開啟的天 線。
[0071] 這里，如果比較結果表明當前用戶數(shù)κ>可支持的最大用戶數(shù)Ksu_jt，則選擇信 道條件較好的前1__個用戶進行調度，并開啟所有基站天線；信道條件較好可以通過以 下方式來確定：
[0072] 判斷信道條件是否滿足預設條件，當信道條件滿足預設條件時，確定為信道條件 較好；當信道條件不滿足預設條件時，確定為信道條件不好；其中，本領域的技術人員可以 根據(jù)基站和小區(qū)的實際狀況來設置預設條件，因此不再贅述。
[0073] 在步驟205之后，該方法還可以包括：基站根據(jù)所述需要開啟的天線開啟天線。
[0074] 實施例三
[0075] 本發(fā)明實施例針對多小區(qū)MU-MIM0場景，從優(yōu)化用戶數(shù)與天線數(shù)的角度，提供一 種能效最優(yōu)的基站天線選擇方法。為了便于理解，將本實施例中所涉及的方案描述為以下 的優(yōu)化問題：
[0076]
(3)；
[0077] 公式（3)中，s. t.表示約束條件（subject to)的縮寫，max表示求最大值，Nt表示 天線總數(shù)，當本發(fā)明實施例提供的技術方案應用于基站中時，天線總數(shù)可以為基站的天線 總數(shù)；B a表示子載波帶寬；K(大寫字母）表示當前用戶數(shù)，k(小寫字母）的取值為正整數(shù)， k表示用戶編號，用戶k即第k個用戶；Pt表示基站的輻射功耗，其中P t的小標字母t表示 福射功耗；Pc表不基站的電路功耗，其中P (:的小標字母c表不電路功耗。為小區(qū)b中 第k個用戶的可達速率，的表達式為見下面公式（4):
[0078]
[0079] 公式⑷中，]Eh.表示對信道Η求期望，而
? 示基站1到小區(qū)b中各用戶的信道矩陣，而表示基站1到小區(qū)b中第k個用 戶的信道矢量；沒fca表示小區(qū)1中的基站（以下簡稱基站1)到小區(qū)b中第k個用 戶的路徑損耗；
表示小區(qū)1中的預編碼矩陣；朽=
表示小區(qū)1中的功率分配矩陣，σ 2表示噪聲功率譜密度，上標Η 表示矩陣共輒轉置，S表示小區(qū)集合，其中小區(qū)1和小區(qū)b都屬于（e )小區(qū)集合$。
[0080] 圖3-1為本發(fā)明實施例二在實現(xiàn)時可米用的功能模塊的不意圖，如圖3-1所不，米 用圖3-1所示的功能模塊進行選擇天線的流程包括：
[0081] 步驟301，在用戶端中的接入請求生成模塊21根據(jù)通信需求生成接入請求，并將 該接入請求通過接入信道發(fā)送給基站中的用戶數(shù)估計模塊22。
[0082] 步驟302,基站端的用戶數(shù)目估計模塊22根據(jù)接收到的接入請求完成小區(qū)中當前 用戶數(shù)K的估計。
[0083] 這里，由于功耗參數(shù)會影響系統(tǒng)能效以及用戶數(shù)與天線數(shù)的配置關系，因此基站 中的功耗參數(shù)收集模塊23完成基站的總發(fā)射功率、電路功耗等功耗參數(shù)的收集，并將基站 的總發(fā)射功率、電路功耗等功耗參數(shù)發(fā)送給映射表生成模塊24 ;映射表生成模塊24根據(jù)基 站的總發(fā)射功率、電路功耗等功耗參數(shù)確定用戶數(shù)與天線數(shù)之間的映射關系，用戶數(shù)與天 線數(shù)之間的映射關系可以以用戶數(shù)與天線數(shù)之間的映射表（以下簡稱映射表）的形式體 現(xiàn)。
[0084] 步驟303,基站中天線選擇模塊25則根據(jù)估計得到的當前用戶數(shù)K和映射表確定 天線數(shù)，并根據(jù)各天線的信道條件確定需要開啟的天線，并將需要開啟的天線輸出給射頻 鏈路開關26 ;需要說明的是，根據(jù)當前用戶數(shù)Κ和映射表確定的天線數(shù)為最優(yōu)天線數(shù)，因 為：如果當前用戶數(shù)Κ彡可支持的最大用戶數(shù)1(_^時，則當前用戶數(shù)Κ所對應的Κ個用戶 均參與調度，并根據(jù)當前用戶數(shù)Κ查找映射表，得到當前用戶數(shù)Κ對應的天線數(shù)；如果當前 用戶數(shù)Κ >可支持的最大用戶數(shù)KSUPPOT#，則選擇信道條件較好的前K supp"t個用戶進行調 度；可見，本發(fā)明實施例提供的技術方案，將現(xiàn)有的以總的數(shù)據(jù)傳輸速率達到最大為前提進 行天線選擇的方案改進為基于能效優(yōu)化來進行天線選擇的方案，因此，在提升系統(tǒng)吞吐量 的同時減小系統(tǒng)總功耗，具有一定的工程實現(xiàn)意義，從而可見根據(jù)當前用戶數(shù)K和映射表 確定的天線數(shù)為最優(yōu)天線數(shù)。
[0085] 步驟304,射頻鏈路開關27則根據(jù)天線選擇模塊26輸出的需要開啟的天線開啟相 應的射頻鏈路，從而完成天線的選擇過程。
[0086] 需要說明的是，本發(fā)明實施例三中的接入請求生成模塊21、功耗參數(shù)收集模塊 23、射頻鏈路開關26在以下的實施例四中并未有對應的單元，而用戶數(shù)估計模塊22完成的 功能與實施例四中的估計單元所完成的功能相似，而映射表生成模塊24和天線選擇模塊 25這兩個模塊所完成的功能可以通過獲取單元、比較單元和選擇單元來實現(xiàn)，雖然實施例 三中各組成模塊的數(shù)量、以及名稱的叫法上與實施例四中不同，但是本領域的技術人員應 該理解的是，實施例三與實施例四所實現(xiàn)的功能并無差異。
[0087] 上述天線的選擇流程中，映射表生成模塊24根據(jù)收集到的各功耗參數(shù)計算不同 用戶數(shù)和天線數(shù)對應的系統(tǒng)能效，并根據(jù)系統(tǒng)能效利用聚焦搜索算法產生映射表；天線選 擇模塊25則根據(jù)估計得到的當前用戶數(shù)K和該映射表確定天線數(shù)，從而進行天線的選擇和 用戶調度。下面將具體描述一下映射表生成和選擇天線這兩個方面的流程。
[0088] 流程a.映射表生成流程
[0089] 圖3-2為本發(fā)明實施例三中映射表生成流程的示意圖，如圖3-2所示，該映射表生 成流程包括：
[0090] 步驟al)初始化各參數(shù)；
[0091] 具體地，初始化當前用戶數(shù)K、基站的天線總數(shù)Nt、最大搜索用戶數(shù)1(_、用戶數(shù)搜 索步長s K和天線數(shù)搜索步長例如，可以令Nt= K = 1，％t sK= 1，Kmax= 50 ;
[0092] 步驟a2)判斷當前用戶數(shù)K與最大搜索用戶數(shù)K_之間的大小關系；
[0093] 這里，若Κ彡Κ_則進行天線數(shù)搜索，進入步驟a3)，若Κ > Κ _，則進入步驟a4);
[0094] 步驟a4)輸出預設的映射表；
[0095] 步驟a3)根據(jù)系統(tǒng)總功耗確定當前用戶數(shù)K所對應的系統(tǒng)能效；
[0096] 步驟a5)判斷當前用戶數(shù)K所對應的系統(tǒng)能效是否第一次小于上一次迭代所得的 系統(tǒng)能效，否時，進入步驟a7)，是時，令= -:b進入步驟a6);
[0097] 步驟a6)按新的天線數(shù)搜索步長= -1更改天線數(shù)，進行下一次迭代搜索；
[0098] 這里，假設原來的天線數(shù)為0個，按新的天線數(shù)搜索步長= -1更改天線數(shù)后 的結果為（0-1)個天線數(shù)。
[0099] 步驟a7)按初始天線步長更改天線數(shù)進行下一次迭代搜索；
[0100] 步驟a8)判斷當前用戶數(shù)K所對應的系統(tǒng)能效是否第二次小于上一次迭代所得的 系統(tǒng)能效，是時，進入步驟a9);否時，令1進入步驟a6);
[0101] 步驟a9)上一次迭代的天線數(shù)即為當前用戶數(shù)K對應的天線數(shù)，將該值記錄到映 射表中，進入步驟a 10);
[0102] 步驟alO)按用戶數(shù)搜索步長^改變當前用戶數(shù)K，搜索與改變后的當前用戶數(shù)K 對應的天線數(shù)；回到步驟a2)。
[0103] 流程b.天線選擇流程
[0104] 根據(jù)流程a中確定出的用戶數(shù)與天線數(shù)之間的映射表可以確定天線數(shù)與用戶數(shù) 的配置比，即系統(tǒng)能效達到最大值時天線數(shù)與用戶數(shù)的比值?；九渲玫奶炀€總數(shù)隊是 確定的，因此，從能效最優(yōu)的角度考慮，它所可支持的最大用戶數(shù)K su_rt可以根據(jù)天線數(shù)與 用戶數(shù)的配置比計算得到。由于小區(qū)內的當前用戶數(shù)K是變化的，因此，為保證最大化系 統(tǒng)能效，本發(fā)明實施例提供的技術方案根據(jù)小區(qū)內的當前用戶數(shù)K與可支持的最大用戶數(shù) Ks_"t的大小關系來進行用戶調度和天線選擇。圖3-3為本發(fā)明實施例三中天線選擇流程 的示意圖，如圖3-3所示，該天線選擇流程包括：
[0105] 步驟bl)輸入估計得到的當前用戶數(shù)K和映射表；
[0106] 這里，該映射表為用戶數(shù)與天線數(shù)之間的映射表，該映射表可以通過聚焦搜索算 法得到；
[0107] 步驟b2)判斷當前用戶數(shù)K與可支持的最大用戶數(shù)Ksu_rt的大小關系，若 K彡Ksupp"t，進入步驟b3);若K > Ksu_rt，進入步驟b5);
[0108] 步驟b3)當前用戶數(shù)K多對應的K個用戶均參與調度，并查找映射表得到該用戶 數(shù)對應的天線數(shù)N ;
[0109] 步驟b4)根據(jù)各天線的信道條件決定需要開啟的前N根天線；
[0110] 這里，需要開啟的天線選擇開啟信道條件較好的前N根天線；
[0111] 步驟b5)從優(yōu)化能效的角度來看，此時即使開啟所有基站天線也不能支持所有用 戶進行調度；
[0112] 步驟b6)需要選擇信道條件較好的前Ksu_rtf用戶進行調度，并開啟基站的所有 天線。
[0113] 實施例四
[0114] 基于上述的方法實施例，本發(fā)明實施例提供一種天線選擇裝置，該裝置中包括的 各單，各單元所包括各個模塊，以及各個模塊所包括的各個子模塊，都可以通過基站中的處 理器來實現(xiàn)；當然也可通過具體的邏輯電路實現(xiàn)；在具體實施例的過程中，處理器可以為 中央處理器（CPU)、微處理器（MPU)、數(shù)字信號處理器（DSP)或現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA) 等。
[0115] 圖4為本發(fā)明實施例四天線選擇裝置的組成結構示意圖，如圖4所示，該天線選擇 裝置400包括接收單元401、估計單元402、獲取單元403、比較單元404和選擇單元405,其 中：
[0116] 所述接收單元401，用于接收終端發(fā)送的接入請求；
[0117] 所述比較單元402,用于根據(jù)所述接入請求估計所述接入請求所對應的小區(qū)中的 當前用戶數(shù)K;
[0118] 所述獲取單元403,用于獲取所述小區(qū)中可支持的最大用戶數(shù)Ksuppc]rt;
[0119] 所述比較單元404,用于比較所述當前用戶數(shù)K與所述可支持的最大用戶數(shù)Ksupp" t 之間的大小關系，得到比較結果；
[0120] 所述選擇單元405,用于根據(jù)所述比較結果選擇需要開啟的天線。
[0121] 本發(fā)明實施例中，所述比較單元404包括查找模塊4041、第一選擇模塊4042、第二 選擇模塊4043和第三選擇模塊4044,其中：
[0122] 所述查找模塊4041，用于當所述比較結果表明當前用戶數(shù)可支持的最大用戶 數(shù)1__時，根據(jù)當前用戶數(shù)Κ所對應的Κ個用戶查找用戶數(shù)與天線數(shù)之間的映射表，得到 當前用戶數(shù)K對應的天線數(shù)；
[0123] 所述第一選擇模塊4042,用于根據(jù)所述當前用戶數(shù)K對應的天線數(shù)中各天線的信 道條件選擇需要開啟的天線。
[0124] 所述第二選擇模塊4043,用于當所述比較結果表明當前用戶數(shù)1(>可支持的最大 用戶數(shù)K supp"#，選擇信道條件滿足預設條件的前K supp"t個用戶進行調度；
[0125] 所述第三選擇模塊4044,用于選擇基站中所有的天線作為所述前Ksu_ rtf用戶所 需要開啟的天線。
[0126] 本發(fā)明實施例中，所述獲取單元包括第一確定模塊和第二確定模塊，其中：
[0127] 所述第一確定模塊，用于利用基站的功耗參數(shù)通過聚焦搜索算法確定用戶數(shù)與天 線數(shù)之間的映射表，所述用戶數(shù)與天線數(shù)之間的映射表為不同用戶數(shù)與天線數(shù)之間的映射 表；
[0128] 所述第二確定模塊，用于根據(jù)所述映射表和獲取到的天線總數(shù)隊確定可支持的最 大用戶數(shù)Ksuppp"t。
[0129] 這里，所述第一確定模塊包括獲取子模塊、判斷子模塊、第一處理子模塊和第二處 理子模塊，其中：
[0130] 所述獲取子模塊，用于獲取當前用戶數(shù)K、基站的天線總數(shù)隊、最大搜索用戶數(shù) κ_、用戶數(shù)搜索步長SK和天線數(shù)搜索步長
[0131] 所述判斷子模塊，用于判斷當前用戶數(shù)K與最大搜索用戶數(shù)1(_之間的大小關系；
[0132] 所述第一處理子模塊，用于若當前用戶數(shù)K>最大搜索用戶數(shù)1(_時，將預設的用 戶數(shù)與天線數(shù)之間的映射表輸出；
[0133] 所述第二處理子模塊，用于若當前用戶數(shù)最大搜索用戶數(shù)1(_時，進行天線數(shù) 搜索，根據(jù)基站的功耗參數(shù)計算系統(tǒng)總功耗，根據(jù)系統(tǒng)總功耗確定當前用戶數(shù)Κ所對應的 系統(tǒng)能效；
[0134] 判斷所述當前用戶數(shù)Κ所對應的系統(tǒng)能效是否第一次小于上一次迭代所得到的 系統(tǒng)能效，是時，令-1，按天線數(shù)搜索步長- 1更改天線數(shù)并進行下一次迭代 搜索；否則，按初始天線數(shù)搜索步長更改天線數(shù)并進行下一次迭代搜索；
[0135] 判斷所述當前用戶數(shù)K所對應的系統(tǒng)能效是否第二次小于上一次迭代所得的系 統(tǒng)能效，否時，令S&二_1,按天線數(shù)搜索步長= -1更改天線數(shù)并進行下一次迭代搜 索；是時，上一次迭代的天線數(shù)即為當前用戶數(shù)κ對應的天線數(shù)，將所述上一次迭代的天線 數(shù)記錄到映射表中；然后，按用戶數(shù)搜索步長更改當前用戶數(shù)κ，并觸發(fā)判斷子模塊，以搜 索與更改后的當前用戶數(shù)κ對應的天線數(shù)，將天線數(shù)記錄到映射表中并輸出映射表。
[0136] 這里，所述第二確定模塊包括確定子模塊和計算子模塊，其中：
[0137] 所述確定子模塊，用于根據(jù)所述映射表確定天線數(shù)與用戶數(shù)的配置比；
[0138] 所述計算子模塊，用于根據(jù)所述天線數(shù)與用戶數(shù)的配置比和基站的天線總數(shù)隊計 算可支持的最大用戶數(shù)K suppp"t。
[0139] 這里需要指出的是：以上裝置實施例的描述，與上述方法實施例的描述是類似的， 具有同方法實施例相似的有益效果，因此不做贅述。對于本發(fā)明裝置實施例中未披露的技 術細節(jié)，請參照本發(fā)明方法實施例的描述而理解，為節(jié)約篇幅，因此不再贅述。
[0140] 現(xiàn)有技術提供的技術方案中，進行天線選擇的前提是使總的數(shù)據(jù)傳輸速率達到最 大，在這種情況下，雖然能有效地提升系統(tǒng)吞吐量，但是很有可能造成過多的能量消耗，導 致系統(tǒng)能效過低。而上述方法實施例和裝置實施例提供的技術方案中，將最大化系統(tǒng)能效 作為天線選擇的前提，可以在提升系統(tǒng)吞吐量的同時減小能量的消耗，具有很大的工程實 現(xiàn)意義。圖5-1是采用本發(fā)明選擇需要開啟的天線與采用現(xiàn)有技術開啟所有基站天線時的 能效的比較示意圖，圖5-2是具體場景中得到的不同用戶數(shù)與基站天線數(shù)對應的能效曲面 圖，圖5-3是根據(jù)聚焦搜索算法得到的用戶數(shù)與最優(yōu)天線數(shù)的映射關系圖，從圖5-1至圖 5-3可以看出，與開啟所有基站天線相比，本發(fā)明實施例提供技術方案可以有效地提升系統(tǒng) 能效。
[0141] 應理解，說明書通篇中提到的"一個實施例"或"一實施例"意味著與實施例有關的 特定特征、結構或特性包括在本發(fā)明的至少一個實施例中。因此，在整個說明書各處出現(xiàn)的 "在一個實施例中"或"在一實施例中"未必一定指相同的實施例。此外，這些特定的特征、 結構或特性可以任意適合的方式結合在一個或多個實施例中。應理解，在本發(fā)明的各種實 施例中，上述各過程的序號的大小并不意味著執(zhí)行順序的先后，各過程的執(zhí)行順序應以其 功能和內在邏輯確定，而不應對本發(fā)明實施例的實施過程構成任何限定。
[0142] 在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的設備和方法，可以通過其 它的方式實現(xiàn)。以上所描述的設備實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為 一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，如：多個單元或組件可以結合，或 可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另外，所顯示或討論的各組成部 分相互之間的耦合、或直接耦合、或通信連接可以是通過一些接口，設備或單元的間接耦合 或通信連接，可以是電性的、機械的或其它形式的。
[0143] 上述作為分離部件說明的單元可以是、或也可以不是物理上分開的，作為單元顯 示的部件可以是、或也可以不是物理單元；既可以位于一個地方，也可以分布到多個網絡單 元上；可以根據(jù)實際的需要選擇其中的部分或全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。
[0144] 另外，在本發(fā)明各實施例中的各功能單元可以全部集成在一個處理單元中，也可 以是各單元分別單獨作為一個單元，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中；上述 集成的單元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用硬件加軟件功能單元的形式實現(xiàn)。
[0145] 本領域普通技術人員可以理解：實現(xiàn)上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過 程序指令相關的硬件來完成，前述的程序可以存儲于計算機可讀取存儲介質中，該程序在 執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括：移動存儲設備、只讀存 儲器（Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。
[0146] 或者，本發(fā)明上述集成的單元如果以軟件功能模塊的形式實現(xiàn)并作為獨立的產品 銷售或使用時，也可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中?；谶@樣的理解，本發(fā)明實施 例的技術方案本質上或者說對現(xiàn)有技術做出貢獻的部分可以以軟件產品的形式體現(xiàn)出來， 該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備（可以 是個人計算機、服務器、或者網絡設備等）執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分。 而前述的存儲介質包括：移動存儲設備、R0M、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介 質。
[0147] 以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何 熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵 蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1. 一種天線選擇方法，其特征在于，所述方法包括： 接收終端發(fā)送的接入請求； 根據(jù)所述接入請求估計所述接入請求所對應的小區(qū)中的當前用戶數(shù)K ; 獲取所述小區(qū)中可支持的最大用戶數(shù)氏。PPUft; 比較所述當前用戶數(shù)K與所述可支持的最大用戶數(shù)KgUPPMt之間的大小關系，得到比較 結果； 根據(jù)所述比較結果選擇需要開啟的天線。2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述比較結果選擇需要開啟的 天線，包括： 當所述比較結果表明當前用戶數(shù)K《可支持的最大用戶數(shù)KgUPPMt時，根據(jù)當前用戶數(shù) K所對應的K個用戶查找用戶數(shù)與天線數(shù)之間的映射表，得到當前用戶數(shù)K對應的天線數(shù)； 根據(jù)所述當前用戶數(shù)K對應的天線數(shù)中各天線的信道條件選擇需要開啟的天線。3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述比較結果選擇需要開啟的 天線，包括： 當所述比較結果表明當前用戶數(shù)K >可支持的最大用戶數(shù)KgUPPMt時，選擇信道條件滿 足預設條件的前氏。PPMt個用戶進行調度； 選擇基站中所有的天線作為所述前氏。PPUft個用戶所需要開啟的天線。4. 根據(jù)權利要求1至3任一項所述的方法，其特征在于，所述獲取可支持的最大用戶數(shù) Ksuppcirt，包括： 利用基站的功耗參數(shù)計算系統(tǒng)總功耗，根據(jù)所述系統(tǒng)總功耗計算系統(tǒng)能效，然后利用 所述系統(tǒng)能效通過聚焦捜索算法確定用戶數(shù)與天線數(shù)之間的映射表，所述用戶數(shù)與天線數(shù) 之間的映射表為不同用戶數(shù)與天線數(shù)之間的映射表； 根據(jù)所述映射表和獲取到的天線總數(shù)Nt確定可支持的最大用戶數(shù)K guppMt。5. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用基站的功耗參數(shù)計算系統(tǒng)總功 耗，根據(jù)所述系統(tǒng)總功耗計算系統(tǒng)能效，然后利用所述系統(tǒng)能效通過聚焦捜索算法確定用 戶數(shù)與天線數(shù)之間的映射表，包括： 獲取當前用戶數(shù)K、基站的天線總數(shù)Nt、最大捜索用戶數(shù)Km。,、用戶數(shù)捜索步長Sk和天線 數(shù)捜索步長Swt; 判斷當前用戶數(shù)K與最大捜索用戶數(shù)Km。、之間的大小關系； 若當前用戶數(shù)K >最大捜索用戶數(shù)Km。、時，將預設的用戶數(shù)與天線數(shù)之間的映射表輸 出； 若當前用戶數(shù)K《最大捜索用戶數(shù)Km。、時，進行天線數(shù)捜索，根據(jù)基站的功耗參數(shù)計算 所述系統(tǒng)總功耗，根據(jù)所述系統(tǒng)總功耗確定當前用戶數(shù)K所對應的系統(tǒng)能效； 判斷所述當前用戶數(shù)K所對應的系統(tǒng)能效是否第一次小于上一次迭代所得到的系統(tǒng) 能效，是時，4按天線數(shù)捜索步長g改天線數(shù)并進行下一次迭代捜 索；否則，按初始天線數(shù)捜索步長更改天線數(shù)，并進行下一次迭代捜索； 判斷所述當前用戶數(shù)K所對應的系統(tǒng)能效是否第二次小于上一次迭代所得的系統(tǒng)能 效，否時，令按天線數(shù)捜索步長更改天線數(shù)并進行下一次迭代捜索； 是時，上一次迭代的天線數(shù)即為當前用戶數(shù)K對應的天線數(shù)，將所述上一次迭代的天線數(shù) 記錄到映射表中，然后，按用戶數(shù)捜索步長Sk更改當前用戶數(shù)K，W捜索與更改后的當前用 戶數(shù)K對應的天線數(shù)，將天線數(shù)記錄到映射表中并輸出映射表。6. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述映射表和獲取到的天線總 數(shù)Nt確定可支持的最大用戶數(shù)KgUPPMt,包括： 根據(jù)所述映射表確定天線數(shù)與用戶數(shù)的配置比； 根據(jù)所述天線數(shù)與用戶數(shù)的配置比和基站的天線總數(shù)Nt計算可支持的最大用戶數(shù) Ksupport O7. -種天線選擇裝置，其特征在于，所述裝置包括接收單元、估計單元、獲取單元、比較 單元和選擇單元，其中： 所述接收單元，用于接收終端發(fā)送的接入請求； 所述比較單元，用于根據(jù)所述接入請求估計所述接入請求所對應的小區(qū)中的當前用戶 數(shù)K; 所述獲取單元，用于獲取所述小區(qū)中可支持的最大用戶數(shù)氏。PPUft; 所述比較單元，用于比較所述當前用戶數(shù)K與所述可支持的最大用戶數(shù)K胃PUft之間的 大小關系，得到比較結果； 所述選擇單元，用于根據(jù)所述比較結果選擇需要開啟的天線。8. 根據(jù)權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述比較單元包括查找模塊和第一選擇 模塊，其中： 所述查找模塊，用于當所述比較結果表明當前用戶數(shù)K《可支持的最大用戶數(shù)KgUPPMt 時，根據(jù)當前用戶數(shù)K所對應的K個用戶查找用戶數(shù)與天線數(shù)之間的映射表，得到當前用戶 數(shù)K對應的天線數(shù)； 所述第一選擇模塊，用于根據(jù)所述當前用戶數(shù)K對應的天線數(shù)中各天線的信道條件選 擇需要開啟的天線。9. 根據(jù)權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述比較單元包括第二選擇模塊和第= 選擇模塊，其中： 所述第二選擇模塊，用于當所述比較結果表明當前用戶數(shù)K >可支持的最大用戶數(shù) KsUPPMt時，選擇信道條件滿足預設條件的前K .UPPMt個用戶進行調度； 所述第=選擇模塊，用于選擇基站中所有的天線作為所述前KgUPPMt個用戶所需要開啟 的天線。10. 根據(jù)權利要求7至9任一項所述的裝置，其特征在于，所述獲取單元包括第一確定 模塊和第二確定模塊，其中： 所述第一確定模塊，用于利用基站的功耗參數(shù)計算系統(tǒng)總功耗，根據(jù)所述系統(tǒng)總功耗 確定系統(tǒng)能效，然后利用所述系統(tǒng)能效通過聚焦捜索算法確定用戶數(shù)與天線數(shù)之間的映射 表，所述用戶數(shù)與天線數(shù)之間的映射表為不同用戶數(shù)與天線數(shù)之間的映射表； 所述第二確定模塊，用于根據(jù)所述映射表和獲取到的天線總數(shù)Nt確定可支持的最大用 戶數(shù)11. 根據(jù)權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述第一確定模塊包括獲取子模塊、判 斷子模塊、第一處理子模塊和第二處理子模塊，其中： 所述獲取子模塊，用于獲取當前用戶數(shù)K、基站的天線總數(shù)Nt、最大捜索用戶數(shù)Km。、、用 戶數(shù)捜索步長Sk和天線數(shù)捜索步長Swt; 所述判斷子模塊，用于判斷當前用戶數(shù)K與最大捜索用戶數(shù)Km。、之間的大小關系； 所述第一處理子模塊，用于若當前用戶數(shù)K >最大捜索用戶數(shù)Km。、時，將預設的用戶數(shù) 與天線數(shù)之間的映射表輸出； 所述第二處理子模塊，用于若當前用戶數(shù)K《最大捜索用戶數(shù)Km。點t，進行天線數(shù)捜 索，根據(jù)基站的功耗參數(shù)計算系統(tǒng)總功耗，根據(jù)所述系統(tǒng)總功耗確定當前用戶數(shù)K所對應 的系統(tǒng)能效； 判斷所述當前用戶數(shù)K所對應的系統(tǒng)能效是否第一次小于上一次迭代所得到的系統(tǒng) 能效，是時，4I按天線數(shù)捜索步長更改天線數(shù)并進行下一次迭代捜 索；否則，按初始天線數(shù)捜索步長更改天線數(shù)并進行下一次迭代捜索； 判斷所述當前用戶數(shù)K所對應的能效是否第二次小于上一次迭代所得的系統(tǒng)能效，否 時，令，按天線數(shù)捜索步長更改天線數(shù)并進行下一次迭代捜索；是時， 上一次迭代的天線數(shù)即為當前用戶數(shù)K對應的天線數(shù)，將所述上一次迭代的天線數(shù)記錄到 映射表中；然后，按用戶數(shù)捜索步長Sk更改當前用戶數(shù)K，并觸發(fā)判斷子模塊，W捜索與更 改后的當前用戶數(shù)K對應的天線數(shù)，將天線數(shù)記錄到映射表中并輸出映射表。12. 根據(jù)權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述第二確定模塊包括確定子模塊和 計算子模塊，其中： 所述確定子模塊，用于根據(jù)所述映射表確定天線數(shù)與用戶數(shù)的配置比； 所述計算子模塊，用于根據(jù)所述天線數(shù)與用戶數(shù)的配置比和基站的天線總數(shù)Nt計算可 支持的最大用戶數(shù)tuppMt。
【文檔編號】H04B7/04GK105991168SQ201510050878
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年1月30日
【發(fā)明人】徐志昆, 陳亞迷, 何金薇, 易芝玲, 范建存, 寧悅, 鄧建國
【申請人】中國移動通信集團公司