[发明专利]蜂窝移动通信网络覆盖的多小区联合优化方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及蜂窝移动通信领域，特别涉及一种蜂窝移动通信网络覆盖的多小区联合优化方法及其装置。

背景技术

在蜂窝移动通信领域中，小区信号覆盖的效果是蜂窝移动通信网络性能、用户体验最直接和重要的影响因素。通过广播信道发送的公共控制信号(导频、同步等)，其覆盖应使得小区中所有地点上信号功率和信干噪比均高于门限，从而避免弱覆盖；相邻小区间应有一定重叠覆盖范围(切换带)又不能过大，以避免过覆盖和导频污染。

在实际中，由于地理环境的差异性及其它条件的限制，基站的分布具有一定的不规则性，每个小区各个方向上的目标覆盖距离不全相等。又由于传播条件的各向差异性，比如在某个方向上由于高大建筑物的遮挡导致信号的传播损耗增大等，一个小区的实际覆盖与规划覆盖相比往往会产生偏差。这些都会造成不良覆盖，包括弱覆盖和过覆盖。

弱覆盖是指移动台接收到的本小区的信号强度低于设定门限值，该门限值根据蜂窝网络制式(如FDMA或CDMA)、无线环境(如城区或郊区)等而不同。过覆盖是指小区提供了超出目标范围的有效覆盖。

现有小区覆盖的优化方法一般有三类：

第一类方法是调节多天线或天线线阵的俯仰角，使小区实际覆盖区域在各方向上同时扩大或缩小，来克服本小区的弱覆盖和过覆盖。具体地，公开号为CN102202330A的专利文本于2011年9月28日公开了一种蜂窝移动通信系统的覆盖自优化方法，包括步骤：每个用户测量并向基站上报各自的RSRP和SINR参数值；基站收集本小区内所有用户上报的测量参数值，判断当前网络是否满足上述三种覆盖问题中的任一种触发条件，若满足，首先触发基于天线下倾角动态调整的覆盖自优化过程，根据预设方案调整下倾角来解决覆盖问题；在下倾角可调范围内无法满足覆盖要求时，根据覆盖的具体场景和用户类型继续调整天线方位角、波束宽度或下条基站发送功率；若以上措施仍然不能解决覆盖问题，则转入覆盖和容量自优化过程。但本类方法不能按照规划覆盖和实际地貌确定俯仰面和方位面各个方向上的天线辐射特性，不能使实际覆盖区域较好地逼近规划覆盖区域。

第二类方法是通过调节多个相邻小区的天线或天线线阵的俯仰角和方位角，或调节多个相邻小区的基站发射功率，使小区间有合适的重叠覆盖。但本类方法只能将小区各个方向的实际覆盖距离同时扩大或减小，也无法针对实际地貌做小区间覆盖区域的合理分割。

第三类方法是用具有方位面上波束赋形能力的阵列天线(如天线面阵、阵元水平排列的天线线阵等)，通过调整天线方向图(即方位面上各个方向的辐射强度)来控制单个小区的实际覆盖范围。具体地，公开号为CN101304278A的专利文本于2008年11月12日公开了一种采用多阵元天线的基站小区覆盖方法，包括步骤：根据基站小区的具体边界和形状，给多阵元天线的各个阵元赋予不同的幅值和相位，对广播波束进行赋形，使之对基站小区实施精确覆盖。但本类方法往往在改善一个小区弱覆盖的同时给相邻小区带来干扰，例如，某小区某一个方向上由于高楼的遮挡，在高楼的背面形成弱覆盖区域，而仅增加本小区高楼所在方向上的发射功率容易引起高楼两侧方向上的过覆盖。

发明内容

本发明提供了一种蜂窝移动通信网络覆盖的多小区联合优化方法及其装置，能够按照实际传播条件对多个小区基站发射总功率、天线方向图进行联合调整，不仅使得由这些小区构成的整个服务区域上的不良覆盖面积降到最低，还解决了上述第三类方法中仅对一个小区的不良覆盖进行克服而导致相邻小区不良覆盖增加的问题。

一种蜂窝移动通信网络覆盖的多小区联合优化方法，其特征在于，包括步骤：

(1)收集目标区域内各基站位置信息；

(2)对目标区域进行均匀的栅格划分，获取栅格点的位置信息；

(3)测量各基站到各栅格点的传播损耗；

(4)遍历所有基站发射总功率值以及天线阵元激励电流的归一化幅度和相位的各种组合，对每种组合计算目标区域中所有栅格点处的来自所有基站的接收信号功率，并统计目标区域中弱覆盖比与过覆盖比的加权和；

(5)挑选出使得目标区域中弱覆盖比与过覆盖比的加权和最小的一种基站发射总功率值以及天线阵元激励电流的归一化幅度和相位组合，计算激励电流的幅度，将具有该幅度以及相位的激励电流馈送到小区的阵列天线。

下面介绍本发明方法的优选技术方案。

进一步地，步骤(3)中，所述的测量各基站到各栅格点的传播损耗，基于如下计算式：