一種終端空間到達角度的上報方法及系統的製作方法

2023-07-21 19:14:41 3

專利名稱：一種終端空間到達角度的上報方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線通訊領域，主要是多天線陣列覆蓋區域下終端空間到達角度的上 報方法及系統。
背景技術：
時分同步碼分多址(Time Division-Synchronous Code Division MultipleAccess,簡稱TD-SCDMA)系統中通用地面無線接入網(Universal TerrestrialRadio Access Network，簡稱UTRAN)中採用多天線陣列同時覆蓋交疊區域的 方式解決移動終端在高速移動的情景下因頻繁切換或切換時間過短造成的掉話問題。第三 代合作夥伴計劃(3rd Generation Partnership Pro ject，簡稱 3GPP) TS 25. 433 技術規範 R7版本中定義了小區分組的概念，允許一個小區由多個小區分組(Cell Portion，簡稱CP) 組成，這就使多組陣列天線同組一個小區成為了一種可能的配置。隨著社會的發展，人們對自身所在電磁環境關注越來越成為一個敏感問題，傳統 的天線陣列多採用6-8根天線按照特定的順序排布，相比單天線體積明顯龐大很多，造成 了人們對此類天線產生更多電磁輻射的誤解，產生不必要的施工阻力。另外，從工程角度上 看，風阻係數過大，也不利於天線的穩定，因此產生了雙極化天線等一系列小型化陣列，雙 極化天線是一種典型的雙陣列天線組。雙極化天線中的極化正交方向分為水平/垂直類 型，以及正/負45度類型。多組陣列天線中，兩組天線分開距離較大時，空間特性較為獨立。為了能更好的平 滑過渡到未來的多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Out-put，簡稱ΜΙΜΟ)系統，採 用多組陣列天線覆蓋同一區域將會成為一種主流趨勢，而多組陣列天線不一定按照相同的 朝向排布，天線朝向可以帶有相對的夾角。傳統的定位手機終端位置的方法中，多採用測量到達角度(Angle ofArrival，簡 稱Α0Α)的方法用於定位方向，以及移動終端上報同步偏差定位距離的方法來估算終端相 對發送天線的相對位置，其中測量到達角度的方式一般是基於譜估計的方法，包括以下步 驟1)信道估計得到各天線的h向量。2)根據向量組計算得到空間相關矩陣。3)計算最大特徵值得到空間相關矩陣的最大特徵向量。4)使用特徵向量與天線陣列的導向適量表求相關序列，取相關結果最大值導向適 量對應的角度為估算出的到達角度。這種方法估算出來的到達角度僅具有單一平面的空間特性。現有技術中，天線陣 列一般均垂直於地面設置。在街區覆蓋場景下，往往天線陣列設置於樓頂等俯視移動終端 的位置，而終端朝向或背向大樓移動時，終端相對於天線的角度未改變，則無法判斷終端在 水平面上的移動。在城市的室外觀景電梯的覆蓋場景下，終端在垂直平面的運動行進中，也 無法描述終端的垂直空間位置的變化。同樣，居民樓中很難做到樓層內的室內天線覆蓋，往往採用室外天線覆蓋室內的方式，因此目前測量到達角度的方法僅僅描述水平面內的終端 分布，而不能描述這種場景下各樓層間的終端幹擾分布。傳統的根據單一平面的到達角度 估計終端位置的方法存在定位不準且空間特性不強的問題，導致根據此測量判定的終端幹 擾誤差較大。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種終端空間到達角度的上報方法及系統，提供 終端的立體到達角度，使系統更精確的估計終端的空間位置。為了解決上述問題，本發明提供了一種終端空間到達角度的上報方法，包括基站 測量移動終端的二維空間的到達角度，並同時上報所述移動終端在二維空間中各正交平面 上的到達角度。進一步地，上述方法還具有以下特點上報方法具體包括基站以小區為單位測量所述移動終端的到達角後，將此到達 角在水平平面和垂直平面上作投影，獲得所述移動終端的二維空間的到達角度即水平到達 角度和垂直到達角度，並同時上報所述移動終端的水平到達角度和垂直到達角度。進一步地，上述方法還具有以下特點基站在上報所述移動終端的水平到達角度的上報消息中增加垂直到達角度測量 單元，在此垂直到達角度測量單元中攜帶所述移動終端的垂直到達角度。進一步地，上述方法還具有以下特點上報方法具體包括基站通過各小區分組的天線陣列分別測量所述移動終端的到 達角後，將各到達角在水平平面和垂直平面作投影，得到投影線與此天線陣列的法線的夾 角，獲得各小區分組的天線陣列對應的所述移動終端的二維空間的到達角度即水平到達角 度和垂直到達角度，並同時上報各小區分組對應的所述移動終端的水平到達角度和垂直到 達角度。進一步地，上述方法還具有以下特點基站以小區分組為單位分別上報各小區分組的天線陣列測量到的移動終端的水 平到達角度，並在以小區為單位的詳細測量值單元中攜帶最佳小區分組的天線陣列測量到 的移動終端的垂直到達角度；或者；基站以小區分組為單位分別上報各小區分組的天線陣 列測量到的移動終端的水平到達角度，並在上報消息中增加各小區分組的垂直分量詳細測 量值單元，在各小區分組的垂直分量詳細測量值單元中攜帶此小區分組的陣列天線測量到 的移動終端的垂直到達角度。為了解決上述問題，本發明提供了一種終端空間到達角度的上報系統，包括基站， 所述基站包括空間到達角度測量模塊和空間到達角度上報模塊，所述空間到達角度測量模 塊，用於測量移動終端的二維空間的到達角度；空間到達角度上報模塊，用於同時上報所述 移動終端在二維空間中各正交平面上的到達角度。進一步地，上述系統還具有以下特點所述空間到達角度測量模塊，還用於以小區為單位測量所述移動終端的到達角 後，將此到達角在水平平面和垂直平面上作投影，獲得所述移動終端的二維空間的到達角 度即水平到達角度和垂直到達角度，並同時上報所述移動終端的水平到達角度和垂直到達角度；所述空間到達角度上報模塊，還用於同時上報所述移動終端的水平到達角度和垂直 到達角度。進一步地，上述系統還具有以下特點所述空間到達角度上報模塊，還用於在上報所述移動終端的水平到達角度的上報 消息中增加垂直到達角度測量單元，在此垂直到達角度測量單元中攜帶所述移動終端的垂 直到達角度。進一步地，上述系統還具有以下特點空間到達角度上報模塊，還用於通過各小區分組的天線陣列分別測量所述移動終 端的到達角後，將各到達角在水平平面和垂直平面作投影，得到投影線與此天線陣列的法 線的夾角，獲得各小區分組的天線陣列對應的所述移動終端的二維空間的到達角度即水平 到達角度和垂直到達角度；所述空間到達角度上報模塊，還用於同時上報各小區分組對應 的所述移動終端的水平到達角度和垂直到達角度。進一步地，上述系統還具有以下特點空間到達角度上報模塊，還用於以小區分組為單位分別上報各小區分組的天線陣 列測量到的移動終端的水平到達角度，並在以小區為單位的詳細測量值單元中攜帶最佳小 區分組的天線陣列測量到的移動終端的垂直到達角度；或者，以小區分組為單位分別上報 各小區分組的天線陣列測量到的移動終端的水平到達角度，並在上報消息中增加各小區分 組的垂直分量詳細測量值單元，在各小區分組的垂直分量詳細測量值單元中攜帶此小區分 組的陣列天線測量到的移動終端的垂直到達角度。本發明為了解決現有AOA測量的單一空間特性，為進一步增強終端幹擾判決準確 性，提出空間AOA測量定位的概念。本發明添加了一個額外的以水平面為0度角的垂直方 向夾角，引入了單小區分組的二維AOA測量上報概念，添加了垂直AOA測量，復用無效位置 用於上報垂直方向的AOA值。本發明提供終端的立體到達角度的方法，使系統更精確的估 計終端的空間位置，提高干擾定位的空間特性定位，可有效地解決高落差區域的幹擾定位 問題，典型的應用包括中高層居民住宅樓覆蓋的終端幹擾定位，垂直觀光電梯的垂直位置 定位等。


圖1是實施例中終端空間到達角度的上報系統的結構圖；圖2是實施例中以雙極化天線為例說明空間到達角度獲得方法的示意圖；圖3是實施例中以天線陣列以非垂直地面方式分布時空間到達角度獲得方法的 示意圖。
具體實施例方式實施例中，如圖1所示，終端空間到達角度的上報系統中包括基站和無線網絡控 制器，基站向無線網絡控制器上報終端的空間到達角度。此基站包括空間到達角度測量模 塊和空間到達角度上報模塊。所述空間到達角度測量模塊，用於測量移動終端的二維空間的到達角度。所述空 間到達角度測量模塊的功能實現方式包括以下兩種方式一，空間到達角度測量模塊以小區為單位測量所述移動終端的到達角後，將此到達角在水平平面和垂直平面上作投影，獲 得所述移動終端的二維空間的到達角度即水平到達角度和垂直到達角度，並同時上報所述 移動終端的水平到達角度和垂直到達角度。二，空間到達角度測量模塊通過各小區分組的 天線陣列分別測量所述移動終端的到達角後，將各到達角在水平平面和垂直平面作投影， 得到投影線與此天線陣列的法線的夾角，獲得各小區分組的天線陣列對應的所述移動終端 的二維空間的到達角度即水平到達角度和垂直到達角度。空間到達角度上報模塊，用於同時上報所述移動終端在二維空間中各正交平面上 的到達角度，典型的，指移動終端的水平到達角度和垂直到達角度，在上報所述移動終端的 水平到達角度的上報消息中增加垂直到達角度測量單元，在此垂直到達角度測量單元中攜 帶所述移動終端的垂直到達角度。在空間到達角度測量模塊通過各小區分組的天線陣列分別測量移動終端的到達 角時，空間到達角度上報模塊同時上報各小區分組對應的所述移動終端的水平到達角度和 垂直到達角度。上報方式為空間到達角度上報模塊以小區分組為單位分別上報各小區分 組的天線陣列測量到的移動終端的水平到達角度，並在以小區為單位的詳細測量值單元中 攜帶最佳小區分組的天線陣列測量到的移動終端的垂直到達角度；或者，以小區分組為單 位分別上報各小區分組的天線陣列測量到的移動終端的水平到達角度，並在上報消息中增 加各小區分組的垂直分量詳細測量值單元，在各小區分組的垂直分量詳細測量值單元中攜 帶此小區分組的陣列天線測量到的移動終端的垂直到達角度。本實施例中，終端空間到達角度的上報方法包括基站測量移動終端的二維空間 的到達角度，並同時上報所述移動終端在二維空間中各正交平面上的到達角度。本發明中的二維空間典型的是指自然的水平平面和垂直平面這兩個正交平面構 成的二維空間，但本發明中不限制於此自然的水平平面和垂直平面。如有其它實施需要， 可以定義與自然的水平平面和垂直平面成一定角度的兩個正交平面，均適用於本發明的思想。實施例一實施例一適用於以小區為單位測量移動終端的到達角度的實施情況。測量方法包括基站以小區為單位測量所述移動終端的到達角後，將此到達角在 水平平面和垂直平面上作投影，獲得所述移動終端的二維空間的到達角度即水平到達角度 和垂直到達角度。現有25. 433標準中定義了 AOA測量結構體。表1為TD-SCDMA UTRAN中詳細測量 值(9. 2. 1. 24Dedicated Measurement Value)結構體中到達角度上報的相關結構體。AOA LCR單元中用於指示移動終端的水平到達角度。表 權利要求
1.一種終端空間到達角度的上報方法，其特徵在於，基站測量移動終端的二維空間的到達角度，並同時上報所述移動終端在二維空間中各 正交平面上的到達角度。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，上報方法具體包括基站以小區為單位測量所述移動終端的到達角後，將此到達角在 水平平面和垂直平面上作投影，獲得所述移動終端的二維空間的到達角度即水平到達角度 和垂直到達角度，並同時上報所述移動終端的水平到達角度和垂直到達角度。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，基站在上報所述移動終端的水平到達角度的上報消息中增加垂直到達角度測量單元， 在此垂直到達角度測量單元中攜帶所述移動終端的垂直到達角度。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，上報方法具體包括基站通過各小區分組的天線陣列分別測量所述移動終端的到達角 後，將各到達角在水平平面和垂直平面作投影，得到投影線與此天線陣列的法線的夾角，獲 得各小區分組的天線陣列對應的所述移動終端的二維空間的到達角度即水平到達角度和 垂直到達角度，並同時上報各小區分組對應的所述移動終端的水平到達角度和垂直到達角度。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，基站以小區分組為單位分別上報各小區分組的天線陣列測量到的移動終端的水平到 達角度，並在以小區為單位的詳細測量值單元中攜帶最佳小區分組的天線陣列測量到的移 動終端的垂直到達角度；或者；基站以小區分組為單位分別上報各小區分組的天線陣列測量到的移動終端的水平到 達角度，並在上報消息中增加各小區分組的垂直分量詳細測量值單元，在各小區分組的垂 直分量詳細測量值單元中攜帶此小區分組的陣列天線測量到的移動終端的垂直到達角度。
6.一種終端空間到達角度的上報系統，包括基站，其特徵在於，所述基站包括空間到達角度測量模塊和空間到達角度上報模塊，所述空間到達角度測量模塊，用於測量移動終端的二維空間的到達角度；空間到達角度上報模塊，用於同時上報所述移動終端在二維空間中各正交平面上的到 達角度。
7.如權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述空間到達角度測量模塊，還用於以小區為單位測量所述移動終端的到達角後，將 此到達角在水平平面和垂直平面上作投影，獲得所述移動終端的二維空間的到達角度即水 平到達角度和垂直到達角度，並同時上報所述移動終端的水平到達角度和垂直到達角度；所述空間到達角度上報模塊，還用於同時上報所述移動終端的水平到達角度和垂直到 達角度。
8.如權利要求7所述的系統，其特徵在於，所述空間到達角度上報模塊，還用於在上報所述移動終端的水平到達角度的上報消息 中增加垂直到達角度測量單元，在此垂直到達角度測量單元中攜帶所述移動終端的垂直到 達角度。
9.如權利要求6所述的系統，其特徵在於，空間到達角度上報模塊，還用於通過各小區分組的天線陣列分別測量所述移動終端的 到達角後，將各到達角在水平平面和垂直平面作投影，得到投影線與此天線陣列的法線的 夾角，獲得各小區分組的天線陣列對應的所述移動終端的二維空間的到達角度即水平到達 角度和垂直到達角度；所述空間到達角度上報模塊，還用於同時上報各小區分組對應的所述移動終端的水平 到達角度和垂直到達角度。
10.如權利要求9所述的系統，其特徵在於，空間到達角度上報模塊，還用於以小區分組為單位分別上報各小區分組的天線陣列測 量到的移動終端的水平到達角度，並在以小區為單位的詳細測量值單元中攜帶最佳小區分 組的天線陣列測量到的移動終端的垂直到達角度；或者，以小區分組為單位分別上報各小 區分組的天線陣列測量到的移動終端的水平到達角度，並在上報消息中增加各小區分組的 垂直分量詳細測量值單元，在各小區分組的垂直分量詳細測量值單元中攜帶此小區分組的 陣列天線測量到的移動終端的垂直到達角度。
全文摘要
本發明公開了一種終端空間到達角度的上報方法及系統，此系統包括基站，所述基站包括空間到達角度測量模塊和空間到達角度上報模塊，所述空間到達角度測量模塊，用於測量移動終端的二維空間的到達角度；空間到達角度上報模塊，用於同時上報所述移動終端在二維空間中各正交平面上的到達角度。本發明為了解決現有AOA測量的單一空間特性，為進一步增強終端幹擾判決準確性，提出空間AOA測量定位的概念。本發明提供終端的立體到達角度的方法，使系統更精確的估計終端的空間位置，提高干擾定位的空間特性定位，可有效地解決高落差區域的幹擾定位問題。
文檔編號H04B7/08GK102111204SQ200910260718
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月29日 優先權日2009年12月29日
發明者李剛, 段然, 趙瀟宇 申請人:中興通訊股份有限公司