通過分布式天線陣列系統進行通信的方法及陣列系統與流程

本發明涉及無線通信領域，尤其涉及一種通過分布式天線陣列系統進行通信的方法及陣列系統。

背景技術：
隨著無線通信技術以及相關服務的迅猛發展，人們對于可靠持續的高速無線寬帶服務需求越來越高。按照現有評估，未來十年，人們對無線容量需求相對現在可能會有數十倍甚至上百倍的提升。為了應對這一挑戰，一系列的旨在大幅提高無線網絡容量與覆蓋的新架構被提出。目前，應用最廣泛的技術有異構網、分布式天線系統和高階小區分裂等，使得無線網絡的容量和覆蓋都極為明顯的得到了提高。其中，對于異構網技術來說，是通過在宏站覆蓋范圍內部署若干小站來提高無線網絡的容量和覆蓋。而對于高階小區分裂技術來說，是通過對原小區的天線進行劈裂，實現覆蓋容量的增強。而分布式天線系統技術來說，是一個由分布于某個建筑物內，專門用于提供室內無線覆蓋的多個天線組成的網絡，每個子天線單元需要部署在中心站點的遠端，通過光纖連接。但是，現有技術中的異構網技術和分布式天線系統技術，都分別需要在規劃中為小站或子天線單元選址，這使得工程實施較為麻煩。且小站和宏站之間需要大范圍的光纖連接，中心站點和每個子天線單元之間也需要大范圍的光纖連接，使得工程成本較高。而現有技術中的高階小區分裂技術，由于容量的提升程度與可劈裂的小區數量相關，可分裂的小區越多，理論上容量越高，但小區分裂后會使得新引入的劈裂小區間的干擾，進而使得無線網絡容量的提升不是很顯著。

技術實現要素：
本發明的實施例提供一種分布式天線陣列系統以及通過分布式天線陣列系統進行通信的方法，能夠減小分布式天線的部署成本，同時能夠提升信號質量并降低干擾，進一步改善用戶體驗和提升網絡容量。為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：第一方面，本發明實施例提供了一種分布式天線陣列系統，所述天線陣列系統包括多只天線單元、射頻資源池12、基帶資源池13以及控制器14，所述多只天線單元和所述射頻資源池12相連，所述射頻資源池12還和所述基帶資源池13相連，所述基帶資源池13還和所述控制器14相連，所述多只天線單元包括宏站天線111和多只輔助天線；所述宏站天線111設置于所述宏站上，所述多只輔助天線分布設置于能夠與宏站覆蓋范圍內的天線單元進行協作的位置；所述控制器14，用于根據所述宏站覆蓋范圍下的用戶設備的信號狀態，確定向所述用戶設備提供服務的天線單元，并根據所述用戶設備的收發能力，確定是否對所述用戶設備進行多個天線協同傳輸及相應的傳輸模式，然后向所述基帶資源池13發送向所述用戶設備配置的天線資源信息，使得基帶資源池13和射頻資源池12控制配置的天線資源向所述用戶設備提供通信服務；所述基帶資源池13和所述射頻資源池12，用于根據所述控制器14發送的配置的天線資源信息控制相應的天線單元向所述用戶設備提供通信服務。在第一種可能的實現方式中，根據第一方面，所述用戶設備的信號狀態為所述用戶設備到覆蓋所述用戶設備的天線單元的路損；或所述用戶設備的信號狀態為所述用戶設備的下行接收功率；或所述用戶設備的信號狀態為所述天線單元接收所述用戶設備發送的上行信號的接收功率。在第二種可能的實現方式中，結合第一種可能的實現方式，所述輔助天線為低輪廓天線或近端為大下傾角的天線。在第三種可能的實現方式中，結合第一種可能的實現方式，所述輔助天線為單列或雙列極化天線。在第四種可能的實現方式中，結合第一方面或第一種可能的實現方法至第三種可能的實現方式，所述射頻資源池12包括小功率射頻資源池121和大功率射頻資源池122。在第五種可能的實現方式中，結合第四種可能的實現方式，所述輔助天線設置于所述宏站周圍100米內。第二方面，本發明實施例還提供了一種通過分布式天線陣列系統進行通信的方法，該方法包括：控制器根據宏站覆蓋范圍下的用戶設備的信號狀態，確定向所述用戶設備提供服務的天線單元；所述控制器根據所述用戶設備的收發能力，確定所述用戶設備是否需要多個天線協同傳輸及相應的傳輸模式；所述控制器向所述用戶設備配置天線資源，將所述配置的天線資源信息發送給所述基帶資源池；所述基帶資源池根據所述配置的天線資源，將所述配置的天線資源映射到對應的射頻資源池的物理端口；所述射頻資源池根據所述映射的物理端口，控制所述物理端口對應的天線單元向所述用戶設備提供通信服務。在第一種可能的實現方式中，根據第二方面，所述天線單元包括宏站天線和多只輔助天線，所述多只輔助天線分布設置于能夠與宏站覆蓋范圍內的天線單元進行協作的位置。在第二種可能的實現方式中，結合第二方面或第一種可能的實現方式，所述用戶設備的信號狀態為所述用戶設備到覆蓋所述用戶設備的天線單元的路損；或所述用戶設備的信號狀態為所述用戶設備的下行接收功率；或所述用戶設備的信號狀態為所述天線單元接收所述用戶設備發送的上行信號的接收功率。在第三種可能的實現方式中，結合第二種可能的實現方式，所述輔助天線為低輪廓天線或近端為大下傾角的天線。在第四種可能的實現方式中，結合第二種可能的實現方式，所述輔助天線為單列或雙列極化天線。在第五種可能的實現方式中，結合第二方面或第一種可能的實現方式至第四種可能的實現方式，所述射頻資源池包括小功率射頻資源池和大功率射頻資源池。采用上述的分布式天線陣列系統，由于輔助天線設置于能夠與宏站覆蓋范圍內的天線單元進行協作的位置，這使得輔助天線距離宏站較近，不需要大范圍的光纖連接，從而降低了分布式天線陣列系統的部署成本，同時由于輔助天線設置于能夠與宏站覆蓋范圍內的天線單元進行協作的位置，從而能夠使得宏站范圍內用戶設備能夠獲得多個天線的協作傳輸服務，進而能夠提升信號質量并降低干擾，進一步改善用戶體驗和提升網絡容量。附圖說明為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例提供的一種分布式天線陣列系統示意圖；圖2為本發明實施例提供的另一種分布式天線系統結構示意圖；圖3為本發明實施例提供的分布式天線系統的一種覆蓋范圍示意圖；圖4為本發明實施例提供的分布式天線系統的另一覆蓋范圍示意圖；圖5為本發明實施例提供的分布式天線系統的又一覆蓋范圍示意圖；圖6為本發明實施例提供的通過分布式天線系統進行通信的方法流程示意圖。具體實施方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。實施例一、本發明實施例提供了一種分布式天線陣列系統，如圖1所示，所述天線陣列系統包括多只天線單元、射頻資源池12、基帶資源池13以及控制器14。其中，所述多只天線單元分別和所述射頻資源池12的相連，所述射頻資源池12還與所述基帶資源池13相連，所述基帶資源池13還與所述控制器14相連。其中，所述多只天線單元如111、112A、112B和112C，天線單元111為宏站天線，天線單元112A、112B和112C為輔助天線。其中，所述多只天線單元分別可以采用饋纜線連接至射頻資源池12。具體的，所述輔助天線可以采用低輪廓天線，具體參見圖1所示的112B和112C天線。當然所述輔助天線具體還可以是單列或雙列或多列的極化天線，具體見圖1所示的112A天線。由于本發明實施例中采用的輔助天線以是低輪廓天線，如112B和112C，該天線的厚度可以小于40mm，這樣天線單元112B和112C的輪廓厚度和體積重量可大為降低，便于掛墻隱蔽安裝，使得在規劃天線位置時選址容易，可以根據實際需要直接固定于建筑物上，不需要額外的開辟空間，使得工程實施容易。進一步的，所述輔助天線還可以為非等間距排列陣元的近端大下傾角的天線，用于保證垂直維度的覆蓋，用于實現對宏站天線近端的協作。其中，所述宏站天線111設置于所述宏站上，所述多只輔助天線分布設置于能夠與宏站覆蓋范圍內的天線單元進行協作的位置。之所以所述多只輔助天線分布設置于能夠與宏站覆蓋范圍內的天線單元進行協作的位置，是因為若需要對宏站覆蓋范圍下的某一區域進行重點覆蓋，所述輔助天線和宏站天線111之間需要進行協同傳輸，若所述宏站天線111和所述輔助天線距離較遠，則導致所述宏站天線111和所述輔助天線的接收機接收用戶設備的信號會的時間會明顯不一致，這個時間差異會導致滯后的天線信號在頻域各個載波上存在不同的相位旋轉，且具體的相位旋轉量會隨載波位置的變化而變化，如果相位旋轉量過大，用戶設備信道估計會產生明顯誤差，從而兩個天線單元之間則無法正常進行協同傳輸。當然兩個輔助天線之間也可以進行協同傳輸，因為宏站天線111通常位于所述宏站的中心，在保證所有輔助天線能夠和所述宏站天線111能夠進行協同傳輸的情況下，那么所述任意兩個輔助天線的距離也符合協同傳輸的要求。具體的，所述多只輔助天線具體可以分布設置于所述宏站周圍100米內或者更遠的位置。所述控制器14，用于根據所述宏站覆蓋范圍下的用戶設備的信號狀態，確定向所述用戶設備提供服務的天線單元，并根據所述用戶設備的收發能力，確定所述用戶設備是否需要多個天線協同傳輸及相應的傳輸模式，然后向所述基帶資源池發送向所述用戶設備配置的天線資源信息，使得基帶資源池13和射頻資源池12控制配置的天線資源向所述用戶設備提供通信服務。所述基帶資源池13和所述射頻資源池12，根據所述控制器14發送的配置的天線資源信息控制相應的天線單元向所述用戶設備提供通信服務。其中，所述控制器14確定向所述用戶設備提供服務的天線單元具體為確定所述天線單元的物理端口或邏輯端口。而天線單元的物理端口和邏輯端口可以不同，根據一定的映射規則，所述控制器可以將多根物理天線端口映射成一個或者數個邏輯發射端口，該過程對終端是透明的。這樣在射頻資源池12接收到所述控制器14發送的配置的天線資源信息后，所述配置的天線資源信息中包括了向所述用戶設備提供服務的天線單元的信息，以及傳輸模式，所述射頻資源池12根據所述配置的天線資源信息，控制相應的天線單元向所述用戶設備提供服務。具體如圖1所示，由于所述多只輔助天線分別設置于能夠與宏站覆蓋范圍內的天線單元進行協作的位置，這樣控制器14監控所述宏站覆蓋范圍下的用戶設備UE1的信號狀態，假設在線性域中，UE1對應基站最大具有4天線發射的信號處理能力，天線單元111和112A～112C都是一對雙極化天線；假定UE1到天線單元的路損從小到大排序為：112B，112C，112A，111，那么UE1到天線單元112B的路損的倒數與112A/112C/111的路損的倒數總和的差值超過第一預設閾值，則確定112B向UE1的提供服務。由于所述UE1具有4天線發射的信號處理能力，所述控制器14依此繼續判斷112C是否也可以作為所述UE1的服務天線單元。若所述控制器14確定112C為所述UE1的服務天線單元，則控制器14確定向UE1進行112B和112C的協同傳輸，同時確定相應的傳輸模式，然后控制器14將112B和112C的天線資源配置給UE1，將所述配置的天線資源信息發送給所述基帶資源池13。所述配置的天線資源信息包括112B和112C的天線端口，或112B和112C的邏輯端口，以及傳輸模式等信息。然后所述基帶資源池13根據所述配置的天線資源信息，將所述112B和112C的邏輯端口映射到所述112B和112C的物理端口上，即映射到射頻資源池12中112B和112C對應的物理端口上，所述射頻資源池通過對應的端口控制天線112B和112C向所述用戶設備提供協作服務。可選的，在線性域，所述控制器14確定向所述用戶設備提供服務的天線單元時，還可以根據所述天線單元接收所述用戶設備發送信號的接收功率，來確定向所述用戶設備提供服務的天線單元。在當前UE接收處理能力的最大范圍以內，所述天線單元的接收功率按照從大到小進行排序，若所述天線單元與所述天線單元排序后的其它天線單元的接收功率的和的比值超過第二預設閾值，所述控制器14確定所述天線單元為向所述用戶設備提供服務的天線單元。可選的，在線性域，所述控制器14確定向所述用戶設備提供服務的天線單元時，還可以根據所述用戶設備的下行接收功率，來確定向所述用戶設備提供服務的天線單元。在當前UE接收處理能力的最大范圍以內，所述用戶設備的接收多個天線單元的下行接收功率按照從大到小進行排序，若所述用戶設備接收所述天線單元的下行接收功率與所述排序后的用戶設備接收的其它天線單元的接收功率的和的比值超過第三預設閾值，所述控制器14確定所述天線單元為向所述用戶設備提供服務的天線單元。當然，在非線性域，所述控制器14也可以根據所述用戶設備的信號狀態來確定向所述用戶設備提供服務的天線單元，本發明實施例對此不再具體贅述。可選的，如圖2所示，所述射頻資源池12可以包括小功率射頻資源池121和大功率射頻資源池122。所述小功率射頻資源池121和大功率射頻資源池122的一端都分別和所述基帶資源池13相連，另一端分別和相應的天線單元相連，而所述基帶資源池13和所述控制器14相連。其中，所述小功率射頻資源池121中包括小功率射頻模塊，所述大功率射頻資源池122中包括大功率射頻模塊。所述大功率射頻模塊用于覆蓋宏站的整體范圍，而所述小功率射頻模塊用于覆蓋重點區域。通常，小功率射頻模塊的功率小于5W，大功率射頻模塊的功率大于5W。基于以上的天線陣列系統，所述輔助天線發射的是零散波束，這樣根據輔助天線分布的位置，能夠使得整個宏站的覆蓋效果不同。詳細過程具體如下：如圖3所示，宏站天線111覆蓋了整個宏站的服務范圍，而輔助天線分布設置在宏站的周圍，對宏站的服務區域的某些區域進行覆蓋，而由于輔助天線與相鄰的天線能夠進行協作，從而能夠達到對重點區域進行重點覆蓋的目的。如圖4所示，宏站天線111覆蓋了整個宏站的服務范圍，而輔助天線為具有大下傾角的天線，該輔助天線的下傾角可設置為20度到30度之間，用于在宏站天線111近端提供垂直方向的重點覆蓋，提升網絡容量。對照來說，圖3所述的輔助天線一般為下傾角較小(＜20度)，可以覆蓋宏站的近端及遠端，圖4采用的是大下傾角天線，近端垂直覆蓋，保證了垂直方向維度的覆蓋。如圖5所示，宏站天線111覆蓋了整個宏站的服務范圍，可能由于所需重點覆蓋的區域距離宏站較遠，輔助天線可以通過光纖連接拉遠，以達到相對遠距離重點區域的遠端覆蓋，而此時用于控制器14對所述宏站天線111和所述輔助天線進行集中式控制，對于設置在能夠與所述宏站天線進行協作的位置外的輔助天線，可以進行控制干擾，從而能夠提升網絡性能。采用上述的分布式天線陣列系統，由于輔助天線設置于能夠與宏站覆蓋范圍內的天線單元進行協作的位置，這使得輔助天線距離宏站較近，不需要大范圍的光纖連接，從而降低了分布式天線陣列系統的部署成本，同時由于輔助天線設置于能夠與宏站覆蓋范圍內的天線單元進行協作的位置，從而能夠使得宏站范圍內用戶設備能夠獲得多個天線的協作傳輸服務，進而能夠提升信號質量并降低干擾，進一步改善用戶體驗和提升網絡容量。實施例二、本發明實施例提供了一種通過分布式天線陣列系統進行通信的方法，該方法基于實施例一提供的分布式天線陣列系統，具體的，如圖1所示，所述天線陣列系統包括多只天線單元、射頻資源池12、基帶資源池13以及控制器14，所述多只天線單元和所述射頻資源池12相連，所述射頻資源池12還和所述基帶資源池13相連，所述基帶資源池13還和所述控制器14相連；所述多只天線單元如111、112A、112B和112C，天線單元111為宏站天線111，天線單元112A、112B和112C為輔助天線。其中，所述多只天線單元分別可以采用饋纜線連接至射頻資源池12。具體的，所述輔助天線可以采用低輪廓天線，具體參見圖1所示的112B和112C天線。當然所述輔助天線具體還可以是單列或雙列或多列的極化天線，具體見圖1所示的112A天線。由于本發明實施例中采用的輔助天線可以是低輪廓天線，如112B和112C，該天線的厚度可以小于40mm，這樣天線單元112B和112C的輪廓厚度和體積重量可大為降低，便于掛墻隱蔽安裝，使得在規劃天線位置時選址容易，可以根據實際需要直接固定于建筑物上，不需要額外的開辟空間，使得工程實施容易。進一步的，所述輔助天線還可以為非等間距排列陣元的近端大下傾角的天線，用于保證垂直維度的覆蓋，用于實現對宏站天線近端的協作。其中，所述宏站天線111設置于所述宏站上，所述多只輔助天線分布設置于能夠與宏站覆蓋范圍內的天線單元進行協作的位置。之所以所述多只輔助天線分布設置于能夠與宏站覆蓋范圍內的天線單元進行協作的位置，是因為若需要對宏站覆蓋范圍下的某一區域進行重點覆蓋，所述輔助天線和宏站天線111之間需要進行協同傳輸，若所述宏站天線111和所述輔助天線距離較遠，則導致所述宏站天線111和所述輔助天線的接收機接收用戶設備的信號會的時間會明顯不一致，這個時間差異會導致滯后的天線信號在頻域各個載波上存在不同的相位旋轉，且具體的相位旋轉量會隨載波位置的變化而變化，如果相位旋轉量過大，用戶設備信道估計會產生明顯誤差，從而兩個天線單元之間則無法正常進行協同傳輸。當然兩個輔助天線之間也可以進行協同傳輸，因為宏站天線111通常位于所述宏站的中心，在保證所有輔助天線能夠和所述宏站天線111能夠進行協同傳輸的情況下，那么所述任意兩個輔助天線的距離也符合協同傳輸的要求。具體的，所述多只輔助天線具體可以分布設置于所述宏站周圍100米內或者更遠的位置。具體如圖6所示，該方法包括：601、控制器根據所述宏站覆蓋范圍下的用戶設備的信號狀態，確定向所述用戶設備提供服務的天線單元。其中，所述控制器14確定向所述用戶設備提供服務的天線單元具體為確定所述天線單元的物理端口或邏輯端口。而天線單元的物理端口和邏輯端口可以不同，根據一定的映射規則，所述控制器可以將多根物理天線端口映射成一個或者數個邏輯發射端口，該過程對終端是透明的。具體如圖1所示，由于所述多只輔助天線分別設置于能夠與宏站覆蓋范圍內的天線單元進行協作的位置，這樣控制器14能夠監控所述宏站覆蓋范圍下的用戶設備UE1的信號狀態，假設在線性域中，UE1對應基站最大具有4天線發射的信號處理能力，天線單元111和112A～112C都是一對雙極化天線；假定UE1到天線單元的路損從小到大排序為：112B、112C，112A，111，那么UE1到天線單元112B的路損的倒數與112A/112C/111的路損的倒數總和的差值超過第一預設閾值，則確定112B向UE1的提供服務。由于所述UE1具有4天線發射的信號處理能力，所述控制器14依此繼續判斷112C是否也可以作為所述UE1的服務天線單元。若所述控制器14確定112C為所述UE1的服務天線單元。可選的，在線性域，所述控制器14確定向所述用戶設備提供服務的天線單元時，還可以根據所述天線單元接收所述用戶設備發送信號的接收功率，來確定向所述用戶設備提供服務的天線單元。若在當前UE接收處理能力的最大范圍以內，所述天線單元的接收功率按照從大到小進行排序，若所述天線單元與所述天線單元排序后的其它天線單元的接收功率的和的比值超過第二預設閾值，所述控制器14確定所述天線單元為向所述用戶設備提供服務的天線單元。可選的，在線性域，所述控制器14確定向所述用戶設備提供服務的天線單元時，還可以根據所述用戶設備的下行接收功率，來確定向所述用戶設備提供服務的天線單元。在當前UE接收處理能力的最大范圍以內，所述用戶設備的接收多個天線單元的下行接收功率按照從大到小進行排序，若所述用戶設備接收所述天線單元的下行接收功率與所述排序后的用戶設備接收的其它天線單元的接收功率的和的比值超過第三預設閾值，所述控制器14確定所述天線單元為向所述用戶設備提供服務的天線單元。當然，在非線性域，所述控制器14也可以根據所述用戶設備的信號狀態來確定向所述用戶設備提供服務的天線單元，本發明實施例對此不再具體贅述。602、所述控制器根據用戶設備的天線能力，確定用戶設備是否需要多個天線協同傳輸。由于UE1有能力接收兩個輔助天線發射的信號，則控制器14確定向UE1進行112B和112C的協同傳輸，同時確定相應的傳輸模式。603、所述控制器向所述用戶設備配置天線資源，將所述配置的天線資源信息發送給所述基帶資源池。控制器14在確定UE1需要進行協同傳輸時，將112B和112C的天線資源配置給UE1，并將所述配置的天線資源信息發送給所述基帶資源池13。所述配置的天線資源信息包括112B和112C的天線物理端口，或112B和112C的邏輯端口，以及傳輸模式等信息。604、所述基帶資源池根據所述配置的天線資源，將所述配置的天線資源映射到對應的射頻資源池的物理端口。然后所述基帶資源池13根據所述配置的天線資源信息，將所述112B和112C的邏輯端口映射到所述112B和112C的物理端口上，即映射到射頻資源池12中112B和112C對應的物理端口上。605、所述射頻資源池根據所述映射的物理端口，控制所述物理端口對應的天線單元向所述用戶設備提供通信服務。可選的，如圖2所示，所述射頻資源池12可以包括小功率射頻資源池121和大功率射頻資源池122。所述小功率射頻資源池121和大功率射頻資源池122的一端都分別和所述基帶資源池13相連，另一端分別和相應的天線單元相連，而所述基帶資源池13和所述控制器14相連。其中，所述小功率射頻資源池121中包括小功率射頻模塊，所述大功率射頻資源池122中包括大功率射頻模塊。所述大功率射頻模塊用于覆蓋宏站的整體范圍，而所述小功率射頻模塊用于覆蓋重點區域。通常，小功率射頻模塊的功率小于5W，大功率射頻模塊的功率大于5W。采用上述的分布式天線陣列系統，由于輔助天線設置于能夠與宏站覆蓋范圍內的天線單元進行協作的位置，這使得輔助天線距離宏站較近，不需要大范圍的光纖連接，從而降低了分布式天線陣列系統的部署成本，同時由于輔助天線設置于能夠與宏站覆蓋范圍內的天線單元進行協作的位置，從而能夠使得宏站范圍內用戶設備能夠獲得多個天線的協作傳輸服務，進而能夠提升信號質量并降低干擾，進一步改善用戶體驗和提升網絡容量。本領域普通技術人員可以理解：實現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一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，執行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括：ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發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，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。