发明内容
针对现有技术中存在的缺陷和不足,本发明的目的是提出一种移动通讯网络中改善广播业务质量的方法,能够通过测量小区内广播业务的信号强度,并对业务质量差的区域进行改进,提高服务质量。
为了达到上述目的,本发明提出了一种移动通讯网络中改善广播业务质量的方法,包括:
步骤1、测试业务覆盖区的广播业务信道接收功率强度,如果强度达到预期值,步骤结束;如果未到达预期值,且未达到预期值的区域位于业务覆盖区的边沿,则进入步骤2;否则进入步骤3;
步骤2、在该业务覆盖区内的现有信号基础上叠加一个承载相同业务、经过波束赋形的广播业务信道,该广播业务信道可位于异频任意下行时隙或同频其它下行时隙;步骤结束;
步骤3、对该业务覆盖区的多个小区的广播业务信道的功率进行联合调整,步骤结束。
作为上述技术方案的优选,所述步骤2具体为:
步骤21、确定该业务覆盖区内广播业务信号未达到预期值的区域的广播业务信道接收功率强度Sk,并根据预期值Sp,计算出每一处未达到预期值的区域所需的补充功率Ck=(Sp-Sk)*H,其中H为调整因子;
步骤22、在此位置上发起通信业务,基站通过该业务确定智能天线的波束赋形方向Gk、空间路径损耗PL和在该位置的赋形增益,根据赋形增益计算用于天线每个阵元的权值Wa,a=1….x,其中x为天线阵元数量,智能天线的定向波束宽度为B,根据广播业务期望接收功率Sp和空间路径损耗PL,设置广播业务预设功率Tm;
步骤23、根据步骤22所得参数,对该小区叠加一个用多阵元智能天线形成固定功率的定向波束,承载相同的广播业务信道,该广播业务信道可位于异频任意下行时隙或同频其它下行时隙;同时在小区内增加广播业务信道的配置信息。
作为上述技术方案的优选,所述步骤2还包括:
步骤24、再次对该业务覆盖区内的广播业务信道功率强度进行测试,如果步骤1中未达到预期值的边沿区域的广播业务信道接收功率强度在调整后达到预期值则步骤结束;否则判断判断调整次数是否达到预设的总次数门限值,如果是则步骤结束,否则返回步骤21。
作为上述技术方案的优选,所述步骤3具体为:
步骤31、确定该业务覆盖区内广播业务信道功率强度未达到预期值的区域Li,其中i=1…n,n为该覆盖区内未达预期值的区域数量;
步骤32、测量上述每个未达到预期值的区域Li的信号强度Si,并根据预期值Sp,计算出每一未达到预期值的区域Li所需的补偿功率Ci=(Sp-Si)×H,其中H为调整因子;
步骤33、在未达到预期值的区域Li的周边挑选m个小区,并根据这m个小区的功率计算出该区域Li的多小区协作因子Dij,其中j=1,2,…m;且Di1+Di2+…+Di+j…Dim=1;
步骤34、根据m个小区的多小区协作因子Dij,计算这m个小区中每个小区应增加的功率Eij=Ci×Dij。
作为上述技术方案的优选,所述步骤3还包括:
步骤35、判断每一小区对应n个未达标区域应增加的功率是否相同,如果是则将该功率作为该小区应增加的功率,如果不是则以增加功率数最大的数值设置为该小区应增加功率。
作为上述技术方案的优选,所述步骤3还包括:
步骤36、根据对小区话务长时间预测的情况,对广播业务的信道功率进行调整,若该小区用户数较多导致和广播业务时隙相同的其他载波占用功率较大而不足以进行功率调整时,系统调整时隙优先级并使非广播业务用户优先占用其他时隙,并实时把下行功率需求大的用户转移到其他时隙,来保证为广播业务信道提供足够的功率。
作为上述技术方案的优选,所述步骤3还包括:
步骤37、再次对该业务覆盖区内的广播业务信道接收功率强度进行测试,如果步骤1中未达到预期值的非边沿区域的广播业务信道接收功率强度在调整后达到预期值,则步骤结束;否则判断调整次数是否达到预设的门限值,如果是则步骤结束,否则返回步骤31。
作为上述技术方案的优选,所述步骤1之前还包括:
步骤0、根据环境特征设定初始广播业务信道功率强度。
本发明提出了一种移动通讯网络中改善广播业务质量的方法,针对现有的蜂窝移动通信网络中广播业务服务质量无法得到保证的问题而发明,包括:测试业务覆盖区的广播业务信道接收功率强度,并确定广播业务信道接收功率强度未达到预期值的区域的位置,如果未达到预期值的区域位于业务区域边沿,则在该业务覆盖区内的现有信号基础上叠加一个承载相同业务、在相同时隙发射、经过波束赋形的异频或异时隙的广播业务信道;如果未达到预期值的区域位于业务区域非边沿,则对该业务覆盖区的广播业务信道的功率进行调整。本发明能够根据不达标区域的位置特征选择不同的调整方式,采用功率补偿或多阵元天线波束赋形对广播业务信号质量进行调整,以提高服务质量。相比较现有技术,本发明具有以下优点:
1、现有技术中,广播业务相比其他业务信号增益小,且缺少功率控制,这使得广播业务在业务区内路径损耗大的位置接收质量较差,而本发明则有效克服这一缺点,它可实现连续动态的灵活设置或调整业务区内各小区广播业务信道的发射功率,改善了广播业务的性能损失,并可同时对多处覆盖地区进行改善,从而在尽可能少的牺牲网络容量的前提下,显著提高了网络对广播业务的支持能力;
2、现有技术未考虑对业务区边缘小区个别区域的广播覆盖,通过在低话务的边缘小区叠加波束赋形的定向波束,利用智能天线的赋形增益,在无法利用多小区宏分集合并的区域,有效地改善了广播业务的接收质量,同时也兼顾了广播的广覆盖要求;
3、广播业务信道采用多小区联合调整的方式,避免了对单一小区的功率占用过多,导致该小区其他业务能够使用的资源受限制的情况,从而保证了系统容量不受影响。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。对于所属技术领域的技术人员而言,从对本发明的详细说明中,本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。
本发明首先区分出功率未达到预期值的区域是否位于边缘区域,并针对采用功率补偿或多阵元天线波束赋形对广播业务信号进行调整。
其中,多阵元天线波束成型原理如图1所示,包括天线阵列、波束成型网络和算法控制单元。算法控制单元根据用户的位置、下行波束的水平波束宽度的要求生成天线各阵元上的信号加权矢量{W0,W1,W2,……Wn},这些加权矢量通过波束成型网络和发射信号相乘形成幅度相位不同的信号后,再通过A/D变换和发送接收单元送至天线阵列发送。不同幅度相位的信号在空中迭加,在期望方向上信号强度可得到加强,在其他方向上信号强度可以减弱甚至抵消,从而形成期望宽度的信号波束。对于全向发射的公共信道,常规的做法是按照天线产品的水平波束宽度指标,固定的进行发射。
本发明提出的移动通讯网络中改善广播业务质量的方法的第一优选实施例包括:
步骤1、测试业务覆盖区的广播业务信道接收功率强度,如果强度达到预期值,步骤结束;如果未到达预期值,且未达到预期值的区域位于业务覆盖区的边沿,则进入步骤2;否则进入步骤3;
步骤2、在该业务覆盖区内的现有信号基础上叠加一个承载相同业务、经过波束赋形的广播业务信道,该广播业务信道可位于异频任意下行时隙或同频其它下行时隙;步骤结束;
步骤3、对该业务覆盖区的多个小区的广播业务信道的功率进行联合调整,步骤结束。
本发明第一优先实施例中,针对信号未达到预期值的区域进行分类:如果该区域位于边沿区域,则采用多阵元天线波束赋形方式,发送一个经过波束赋形的承载相同业务的广播业务信道,该信道可以为异频任意下行时隙或是同频其它下行时隙的。如果该区域位于,则采用功率补偿的方式,对覆盖该区域的多个小区的广播业务功率进行调整。当然,本领域内技术人员都可以理解,当一个区域内边沿和非边沿都存在功率未达到预设值的情况时,同样可以采用本发明第一实施例提出的方法,即分别对每一区域判断其位置(即是否位于边沿区域),再根据其位置选择相应的处理方法。这同样在本发明的保护范围之内。
其中步骤3中所称的联合调整,是指第一实施例中如果未达到预期值的区域位于非边沿区域,则采用功率补偿的方式,对覆盖该区域的多个小区的广播业务功率进行调整。现有技术中都是调整单个小区,而本发明中是对于覆盖该区域的多个小区同时进行调整,也就是所说的联合调整,以此来获得更好的调整效果。
本发明第二优选实施例是对于第一优选实施例的改进而来,即第一优选实施例中的步骤2可以具体为:
步骤21、确定该业务覆盖区内广播业务信号未达到预期值的区域的广播业务信道接收功率强度Sk,并根据预期值Sp,计算出每一处未达到预期值的区域所需的补充功率Ck=(Sp-Sk)*H,其中H为调整因子;
步骤22、在此位置上发起通信业务,基站通过该业务确定智能天线的波束赋形方向Gk、空间路径损耗PL和在该位置的赋形增益,根据赋形增益计算用于天线每个阵元的权值Wa,a=1….x,其中x为天线阵元数量,智能天线的定向波束宽度为B,根据广播业务期望接收功率Sp、补充功率Ck和空间路径损耗PL,设置广播业务发射功率Tm;
步骤23、根据步骤22所得参数,对该小区叠加一个用多阵元智能天线形成固定功率的定向波束,承载相同的广播业务信道,该广播业务信道可位于异频任意下行时隙或同频其它时隙;同时在小区内增加广播业务信道的配置信息。
在第二优选实施例中,其中调整因子H可以为取值0~1的数,本领域内技术人员可以根据经验对其数值进行设定。
本发明第三优选实施例是对于第二优选实施例的改进而来,即第二优选实施例中的还可以包括:
步骤24、再次对该业务覆盖区内的广播业务信道功率强度进行测试,如果步骤1中未达到预期值的边沿区域的广播业务信道接收功率强度在调整后达到预期值则步骤结束;否则判断判断调整次数是否达到预设的总次数门限值,如果是则步骤结束,否则返回步骤21。
由于一次调整可能仍然无法使该业务覆盖区的广播业务信道功率强度达到预设值,因此在步骤24中再次对功率强度进行测量,以在未达到预设值时再次进行调整。同时为了提高系统效率,第三优选实施例增设了调整次数门限值,在达到调整次数门限值时如果仍未能达到预设值则向控制端发出警告信号。
本发明第四实施例是对于上述任一实施例的改进,即针对步骤3中功率补偿的方式作出的举例说明。上述任一实施例中的步骤3可以具体为:
步骤31、确定该业务覆盖区内广播业务信道功率强度未达到预期值的区域Li,其中i=1…n,n为该覆盖区内未达预期值的区域数量;
步骤32、测量上述每个未达到预期值的区域Li的信号强度Si,并根据预期值Sp,计算出每一未达到预期值的区域Li所需的补偿功率Ci=(Sp-Si)×H,其中H为调整因子;
步骤33、在未达到预期值的区域Li的周边挑选m个小区,并根据这m个小区的功率计算出该区域Li的多小区协作因子Dij,其中j=1,2,…m;且Di1+Di2+…+Di+j…Dim=1;
步骤34、根据m个小区的多小区协作因子Dij,计算这m个小区中每个小区应增加的功率Eij=Ci×Dij。
在上述的第四实施例中,对于功率补偿的方式做出了进一步限定:即通过将覆盖未达到预期值的区域的多个小区中挑选m个小区,并对这些小区增加功率,以此来实现提高未达到预期值的小区的功率进行补偿。这是由于接近的小区的功率对于该小区的影响较大,而距离远的区域对于该小区的影响相对较小。因此对于最接近的m个小区的功率进行补偿的效果更好。
本发明第五实施例是对第四实施例的进一步改进,即还可以包括以下步骤:
步骤35、判断每一小区对应i个未达标区域应增加的功率是否相同,如果是则将该功率作为该小区应增加的功率,如果不是则以增加功率数最大的数值设置为该小区应增加功率。
这是为了当有多个小区的信号强度不能达到预期值时,可能会出现同一个小区要针对数个小区进行功率补偿,这样选其中所需增加功率最大的一个即可。
本发明第六实施例是对于第四、第五实施例的改进,即还可以包括以下步骤:
步骤36、根据对小区话务长时间预测的情况,对广播业务的信道功率进行调整,若该小区用户数较多,从而导致和广播业务时隙相同的其他载波占用功率较大,不足以进行功率调整时,系统通过调整时隙优先级,使非广播业务用户优先占用其他时隙,并实时把下行功率需求大的用户转移到其他时隙,来保证为广播业务信道提供足够的功率。
本发明第七实施例是对于第四、第五、第六实施例的改进,即还可以包括以下步骤:
步骤37、再次对该业务覆盖区内的广播业务信道接收功率强度进行测试,如果步骤1中未达到预期值的非边沿区域的广播业务信道接收功率强度在调整后达到预期值,则步骤结束;否则判断调整次数是否达到预设的门限值,如果是则步骤结束,否则返回步骤31。
第七实施例的目的与第三实施例一样,都是为了提高效率,因此增设计数器,当计数器打到预设值时则停止功率调整,向控制端发出警告信号。
作为上述任一实施例的优选,在所述步骤1之前还包括:
步骤0、根据环境特征设定初始广播业务信道功率强度。
在步骤0中,网络建设者可根据实际环境的地形、地貌、建筑等特征,将不同环境归纳为几种典型环境:如密集城区、普通城区等。每种环境下选用合适的广播业务信道的发射功率。在网络管理系统中,应形成针对不同典型环境的广播业务信道的发射功率数据库。在站址基本确定后,根据周围建筑物的密度、高度,街道宽度等因素,考察当地网络信号反射、折射和损耗的特性,确定其所属的典型环境,同时根据网络规划的要求,确定业务区覆盖范围内的广播业务的信号质量要求。再将相应的数据输入到网管系统,由网管系统根据典型环境的类别,在数据库中选择对应的广播业务信道发射功率。网管系统再将该信息作为基站的基本信息配置基站。基站接收到配置数值后,计算出用于天线各阵元的形成相应角度的权值向量和功率大小,并存在存储器中,并直接控制移相器,按照上述设定的发射功率对广播业务信道进行发射。
本发明提出的移动通讯网络中改善广播业务质量的方法,最优选实施例步骤如图2所示,包括:
步骤A、根据环境的特征选择环境类别。
步骤B、网络侧选择广播业务信道功率A0,并通知基站。
步骤C、基站根据广播业务信道功率A0发射广播业务。
步骤D、,测量该区域内各地点的广播业务信道和导频信道的信号强度、载干比、路径损耗、信号质量等无线参数,绘制该区域的信号质量的数据地图;如果强度达到预期值,步骤结束;如果未到达预期值,且未达到预期值的区域位于业务覆盖区的边沿,则进入步骤E;否则进入步骤I。
步骤E、若业务区内仅在边缘的个别区域出现广播业务覆盖不佳的情况,则:测量该区域接收功率Sk和期望功率Sp,得到期望的补偿功率Ck=(Sp-Sk)*H,,H为调整因子,通常取100%,也可以根据经验数值选择。
步骤F、通过在此位置上发起通信业务,如话音,使基站确定信号的来波方向和智能天线的波束赋形方向Gk,确定在该位置的赋形增益应大于等于Ck,以此为输入,计算智能天线的定向波束宽度B,和用于天线每个阵元的权值Wa,a=1….n,,其中n为天线阵元数量,其中波束宽度B尽可能取最大值,即在满足发射功率要求的条件下,保证最大范围的覆盖能力。
步骤G、在相同时隙的另一载波上,按照上述参数设置,用多阵元智能天线形成固定功率的定向波束,承载相同的广播业务,对该小区进行覆盖,同时在小区广播把配置信息进行广播。手机用户在接收广播时,可以根据接收到的信号质量,灵活的选择不同载波的业务信道,接收相同内容的业务。
步骤H、对信号覆盖质量进行测试,若达到覆盖要求,则输出结果,基站将叠加网络的波束宽度、方向角、发射功率传递给网络管理系统存储,调整结束。否则返回步骤E再次调整,直至最大调整次数Ns,Ns通常为3-5次,网络给出报警信息。
步骤I、在广播业务的业务区内,网络运维者进行广播业务的覆盖测试对测试中发现的一系列广播业务接收质量较差的区域,编号为Li,i=1,2…,n,n为该覆盖区内未达预期值的区域数量;
步骤J、对每个区域的信号进行分析,通过把广播信道的接收功率Si和期望功率Sp进行比较,计算应进行补偿的发射功率Ci=(Sp-Si)*H,H为调整因子通常取100%,也可以根据经验数值选择。
步骤K、测量该区域接收到的多个小区的P-CCPCH导频信道的信号强度,选择其中m个(一般来说m=4)信号最强的小区,计算这些小区的功率比例得到多小区的协作因子Dij,其中j=1,2,…m;且Di1+Di2+……Dim=1。
步骤L、然后对Ci按比例分配,确定每个小区应对该区域的功率补偿,即第j个小区对第i个区域的补偿功率大小为Eij=Ci×Dij。待计算完全部的待补偿区域后,对每个小区,确定其最终功率调整Ej=max(Eij),i=1,..n,即第j个小区的调整功率为其所有调整值中的最大值。
步骤M、然后根据对小区话务长时间预测的情况,对广播业务的信道功率进行调整,若该小区用户数较多,从而导致其他载波的相同时隙占用功率较大,不足以提供调整功率时,系统通过调整时隙优先级,使非广播业务用户优先占用其他时隙,并实时把下行功率需求大的用户转移到其他时隙,来保证为广播业务信道功率提供足够的功率。
步骤N、在设置好功率后,对信号覆盖质量进行测试,若达到覆盖要求,则输出结果,基站将调整后的发射功率传递给网络管理系统存储,调整结束。否则返回步骤I再次调整,直至最大调整次数Nm,Nm通常为3-5次,网络给出告警信息。
虽然,本发明已通过以上实施例及其附图而清楚说明,然而在不背离本发明精神及其实质的情况下,所属技术领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的变化和修正,但这些相应的变化和修正都应属于本发明的权利要求的保护范围。