CN102404756A - 一种基于手机测量报告的天线参数优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信技术领域，具体地说是一种基于手机测量报告的天线参数优化方法；其特征在于由无线网络基础数据管理子系统、手机上报数据定位子系统、无线网络覆盖仿真子系统、天馈参数自动优化子系统及硬件配置系统构成，所述基础数据管理子系统保存与管理无线网络基础数据包括电子地图、整个网络的工程参数和手机测量报告数据；所述的手机上报数据定位子系统对原始手机上报数据进行定位；所述的无线网络覆盖仿真子系统，根据无线网络基础数据、电子地图及手机上报数据的定位结果数据；所述的天馈参数自动优化子系统基于发现的无线网络覆盖与话务分布不均匀的问题；本发明的优点在于减少工作量，评估更加准确，扩大适用范围，降低人力投入和成本。

Description

一种基于手机测量报告的天线参数优化方法

[技术领域]

本发明涉及通信技术领域，具体地说是一种基于手机测量报告的天线参数优化方法。

[背景技术]

网络优化是指通过各种硬件或软件技术使网络性能达到网络所需的最佳平衡点。硬件方面指在合理分析系统需要后在性能和价格方面作出最优解，软件方面指通过对软件参数的设置以期取得在软件承受范围内达到最高性能负载。

对于无线网络而言，提高网络覆盖，降低无线干扰是网络优化的主要目标，网络优化最终提升无线网络各方面质量，其最直接的技术手段就是进行网络天馈参数的调整和优化。现有的技术方法是通过日常反复收集OMC统计数据与人工天馈参数调整实现的，本方法如图1所示，主要优化步骤如下：

1、基于OMC统计发现网络质量问题；

2、凭借网优工程师个人经验进行判断，分析定位问题；

3、凭借网优工程师个人经验制定天馈参数优化方案；

4、按照方案进行具体实施；

5、收集OMC统计结果，评估分析优化效果；

6、如果没有达到优化目标，循环往复优化步骤。如果达到优化指标，优化流程结束。

从上述流程可以发现，现有的解决电平覆盖和干扰覆盖的方法主要是依靠人工经验对统计和测量数据结果及实际的地理环境进行分析，给出一套调整方案。由于主要是基于工程师人工经验，它的缺点主要包括以下几个方面：

1.工作量大：需要通过人工经验对数据进行分析，然后给出优化方案，导致工作量很大；

2.工作效率低：每次优化方案均涉及单一天馈参数调整，而每个网优工程师每天只能优化几个站，工作效率达不到目前市场所需；

3.优化周期长：天馈参数调整之后，需要收集数据进行验证，根据验证结果确定下一步的调整方案，如此反复才能确保好的天馈优化效果，周期很长；

4.无法准确获知用户的位置信息，只能通过人工经验结合具体的场景对用于位置信息进估计，不亲临现场无法获取用户分布，缺少用户分布信息就无法获知需要重点覆盖的区域。

5.难以得到好的优化效果：由于根据人工主观经验调整参数，优化方案存在主观性和片面性，不能获得局部区域无线网络整体性能最优。

[发明内容]

本发明的目的针对上述不足，设计一种可以自动定位的网络优化算法。

为了实现上述目的，本发明设计一种基于手机测量报告的天线参数优化方法，其特征在于由无线网络基础数据管理子系统、手机上报数据定位子系统、无线网络覆盖仿真子系统、天馈参数自动优化子系统及硬件配置系统构成，所述的基础数据管理子系统保存与管理无线网络基础数据包括电子地图、整个网络的工程参数和手机测量报告数据，其中工程参数又包括小区标识、经纬度、频点、天线下倾角，方位角和公共信道发射功率等信息；所述的手机上报数据定位子系统对原始手机上报数据进行定位，得出每个上报点的用户经纬度信息；所述的无线网络覆盖仿真子系统，根据无线网络基础数据、电子地图及手机上报数据的定位结果数据，对实际无线网络环境进行仿真，自动发现网络覆盖问题区域；所述的天馈参数自动优化子系统，天馈参数自动优化子系统基于发现的无线网络覆盖与话务分布不均匀的问题，尝试调整天馈参数解决这些问题，从众多的调整方案中找到最佳解决问题的方案。优化系统采用求解组合优化问题的算法来实现。

天馈参数自动优化方法由基站、数据输入到方案覆盖仿真评估，评估后满足终止条件，进入到终止阶段，不满足条件，进入方案搜索到再覆盖仿真评估进行优化。

所述硬件配置系统由分发数据的存储服务器、安装盒运行软件的PC机或者计算机服务器、对方案进行实施的配置终端构成。

基础数据输入由地图数据、天线数据、手机上报数据的定位结果即定位子系统的输出、和网络工程参数数据构成。

覆盖仿真评估输入以下数据：工参数据：基站经纬度、天线高度、天馈参数、方位角、下倾角、发射功率、电子地图、传播模型、手机上报定位得到的用户位置信息数据，覆盖仿真评估系统对当前的天馈参数方案进行评估，根据覆盖仿真评估器自动发现电平覆盖和质量覆盖问题点，对这些问题点进行建模，得到方案的评分值，这个值作为评估方案优劣的依据，同时也用于指导搜索算法筛选出好的方案。

仿真评估方法为：

a、对评估区域进行网格化处理，将区域划分成m*m的网格点，m为地图分辨率；

b、将定位的用户位置数据与网格化数据进行融合处理，融合完成后每隔栅格点将会获得一个权值；

c、对评估区域进行覆盖仿真，获得每个栅格点的电平和质量数据；

d、设计评级函数对评估区域进行评价。

栅格评估计算公式为：

r_i为第i个问题bin点电平值，n为问题bin的个数，

q_i为第i个问题bin点质量值，n为问题bin的个数，

最后得到评估区域的整体评估值F＝α*R+β*Q，α和β分别为电平和质量的权重。

本发明与现有技术相比，本发明弥补了现有的天馈参数优化方法主要依赖人工经验效果差以及天馈参数调整->道路测试验证->天馈参数调整......反复过程效率低的缺陷，本发明的优点在于：

1.本发明直接对优化效果进行评估，无需反复收集数据，达到缩短工时，减少工作量的目的；

2.本发明可以根据用户的定位信息获取用户的位置分布，自动确定重点覆盖的区域，使得评估更加准确；

3.本发明的天馈参数自动优化方法适用于所有采用手机上报数据定位的系统，比如GSM、CDMA2000、WCDMA和TD-SCDMA，该方法能够自动计算最优的天馈参数，如方位角、下倾角和导频信道发射功率的组合；

4.本发明可以很方便的扩展其他优化目标，只需要将对指标评估完成后加权求和即可，扩大了适用范围；

5.本发明建立了通用的组合优化模型，适用于所有求解组合优化问题的算法，因此实际使用时完全使用软件自动完成，降低人力的投入和成本。

[附图说明]

图1为现有天馈参数优化技术方法；

图2为本发明自动天馈优化技术实现机制；

图3为本发明功能子系统架构；

图4为本发明天馈参数自动优化机制示意图；

图5为本发明覆盖仿真过程流程图。

[具体实施方式]

以下结合附图，对本发明做进一步说明。

本发明由无线网络基础数据管理子系统、手机上报数据定位子系统、无线网络覆盖仿真子系统、天馈参数自动优化子系统构成。

1.基础数据管理子系统

本子系统保存与管理无线网络基础数据包括电子地图、整个网络的工程参数和手机测量报告数据，其中工程参数又包括小区标识、经纬度、频点、天线下倾角，方位角和公共信道发射功率等信息。

2.手机上报数据定位子系统

本系统实现定位功能，对原始手机上报数据进行定位，得出每个上报点的用户经纬度信息。

3.无线网络覆盖仿真子系统

根据无线网络基础数据、电子地图及手机上报数据的定位结果数据，对实际无线网络环境进行仿真，自动发现网络覆盖问题区域。

4.天馈参数自动优化子系统

天馈参数自动优化子系统基于发现的无线网络覆盖与话务分布不均匀的问题，尝试调整天馈参数解决这些问题，从众多的调整方案中找到最佳解决问题的方案。优化系统采用求解组合优化问题的算法来实现。子系统要保证满足电平覆盖和质量覆盖。

5.实施环节所需的硬件配置系统

硬件配置系统包括：

(1)负责分发数据的存储服务器，负责对采集和统计网络性能数据进行存储；这些存储服务器一般直接采用移动运营商已有的数据服务器；

(2)负责安装和运行软件的个人PC机或者计算服务器，负责计算参数方案的；

(3)负责对方案进行实施的配置终端和人力资源；有的参数直接通过设备的配置终端电脑上面的软件进行实施，通过配置终端的软件直接将优化后的参数应用到设备当中。部分参数需要通过人力资源对物理设备进行人工调整，以实现参数优化的目的。

以上3中硬件设备的关系是：(2)的个人PC机或者计算服务器从(1)的数据存储服务器自动获取数据，这个过程可以通过自动完成或者人工辅助完成；(2)的个人PC机器或者计算服务器向(3)的实施终端或者人力资源提供参数优化方案，用于最后的参数方案实施。

(二)天馈参数自动优化中天馈参数搜索机制

图4说明天馈参数自动优化中天馈参数搜索机制：

步骤1：基础数据输入

地图数据、天线数据、手机上报数据的定位结果即定位子系统的输出、和网络工程参数数据。

步骤2：覆盖仿真评估

覆盖仿真评估系统输入以下数据：

1.工参数据：基站经纬度、天线高度和天馈参数(方位角、下倾角和发射功率)

2.电子地图

3.传播模型

4.手机上报定位得到的用户位置信息数据

覆盖仿真评估系统对当前的天馈参数方案进行评估，根据覆盖仿真评估器自动发现电平覆盖和质量覆盖问题点，对这些问题点进行建模，得到方案的评分值，这个值作为评估方案优劣的依据，同时也用于指导搜索算法筛选出好的方案。

仿真评估的思路为：

步骤1：对评估区域进行网格化处理，将区域划分成m*m的网格点，m为地图分辨率；

步骤2：将定位的用户位置数据与网格化数据进行融合处理，融合完成后每隔栅格点将会获得一个权值；

步骤3：对评估区域进行覆盖仿真，获得每个栅格点的电平和质量数据；

步骤4：设计评级函数对评估区域进行评价。

下面举一实例进行说明，也是本专利采用的方法：

步骤1：对待评估区域进行栅格化处理，根据地图的分辨率，将评估区域划分成网格，每个格子的边长与分辨率相同，将每个格子标记为bin点。

步骤2：叠加手机上报定位得到的用户位置信息，将用户的位置信息数据转换为每个bin点的话务密度；

方法为：

(1)初始化每个bin的话务密度为某非0的正值，不能为0的目的是防止没有定位结果的bin点不参与评估；

(2)对每个定位的用户位置数据，计算其所属的bin点，假设为bink；

(3)对bink的话务量进行累加，转到(2)直至所有定位的用户定位数据处理完毕；

(4)计算每个bin点的话务密度，方法为某bin点的话务量除以评估区域内的所有话务量。

步骤3：栅格评估，计算出每个bin点的电平值和质量值，根据设定的弱覆盖和弱质量门限，统计出所有小于电平门限或者质量门限的bin点，这些bin点标记为问题bin点，对这些bin点的电平和质量以话务密度作为权重，分别进行评价处理，计算公式为：

r_i为第i个问题bin点电平值，n为问题bin的个数

q_i为第i个问题bin点质量值，n为问题bin的个数

最后得到评估区域的整体评估值F＝α*R+β*Q，α和β分别为电平和质量的权重；如果需要考虑更多的指标，只需要通过加权累加即可。

步骤3属于系统仿真的过程，输入为工程参数、GIS地图数据、话务分布数据(每个用户的位置信息)、天馈参数(下倾角、方位角、发射功率及天线类型)，输出为网络评估区域的评价值，关系图如图5所示。

步骤3：最佳天馈参数优化方案搜索

需要从众多的天馈参数优化方案中找到最佳方案。本方法对天馈参数优化问题进行了抽象和建模，建立了标准的组合优化问题模型，建模后的标准组合优化问题模型适用于所有相应的组合优化问题求解方法，建模方法如下：

(1)确定需要调整的参数，比如下倾角、方位角、发射功率等；

(2)确定个参数的搜索范围和搜索步长，从而得到每个参数的候选值；

(3)根据每个参数的候选值，各候选值的组合组成了所有参数的搜索空间，标记为Ψ；

(4)确定天馈优化的数学模型，minf＝F(X)，X∈Ψ，函数F(X)为步骤2的评估方法。

经过以上4个步骤建立好天馈优化的数学模型后，就可以设计算法对模型进行求解。此模型是一个组合优化模型，适用于所有求解组合优化问题的算法，包括但不限于遗传算法、模拟退火算法、禁忌搜索算法、粒子群算法等。

Claims (7)

1.一种基于手机测量报告的天线参数优化方法，其特征在于由无线网络基础数据管理子系统、手机上报数据定位子系统、无线网络覆盖仿真子系统、天馈参数自动优化子系统及硬件配置系统构成，所述的基础数据管理子系统保存与管理无线网络基础数据包括电子地图、整个网络的工程参数和手机测量报告数据，其中工程参数又包括小区标识、经纬度、频点、天线下倾角，方位角和公共信道发射功率等信息；所述的手机上报数据定位子系统对原始手机上报数据进行定位，得出每个上报点的用户经纬度信息；所述的无线网络覆盖仿真子系统，根据无线网络基础数据、电子地图及手机上报数据的定位结果数据，对实际无线网络环境进行仿真，自动发现网络覆盖问题区域；所述的天馈参数自动优化子系统，天馈参数自动优化子系统基于发现的无线网络覆盖与话务分布不均匀的问题，尝试调整天馈参数解决这些问题，从众多的调整方案中找到最佳解决问题的方案。优化系统采用求解组合优化问题的算法来实现。

2.如权利要求1所述的一种基于手机测量报告的天线参数优化方法，其特征在于天馈参数自动优化方法由基站、数据输入到方案覆盖仿真评估，评估后满足终止条件，进入到终止阶段，不满足条件，进入方案搜索到再覆盖仿真评估进行优化。

3.如权利要求1所述的一种基于手机测量报告的天线参数优化方法，其特征在于所述硬件配置系统由分发数据的存储服务器、安装盒运行软件的PC机或者计算机服务器、对方案进行实施的配置终端构成。

4.如权利要求1或2所述的一种基于手机测量报告的天线参数优化方法，其特征在于基础数据输入由地图数据、天线数据、手机上报数据的定位结果即定位子系统的输出、和网络工程参数数据构成。

5.如权利要求1或2所述的一种基于手机测量报告的天线参数优化方法，其特征在于覆盖仿真评估输入以下数据：工参数据：基站经纬度、天线高度、天馈参数、方位角、下倾角、发射功率、电子地图、传播模型、手机上报定位得到的用户位置信息数据，覆盖仿真评估系统对当前的天馈参数方案进行评估，根据覆盖仿真评估器自动发现电平覆盖和质量覆盖问题点，对这些问题点进行建模，得到方案的评分值，这个值作为评估方案优劣的依据，同时也用于指导搜索算法筛选出好的方案。

6.如权利要求1或2所述的一种基于手机测量报告的天线参数优化方法，其特征在于仿真评估方法为：

a、对评估区域进行网格化处理，将区域划分成m*m的网格点，m为地图分辨率；

b、将定位的用户位置数据与网格化数据进行融合处理，融合完成后每隔栅格点将会获得一个权值；

c、对评估区域进行覆盖仿真，获得每个栅格点的电平和质量数据；

d、设计评级函数对评估区域进行评价。

7.如权利要求1或6所述的一种基于手机测量报告的天线参数优化方法，其特征在于栅格评估计算公式为：

r_i为第i个问题bin点电平值，n为问题bin的个数，

q_i为第i个问题bin₂点质量值，n为问题bin的个数，

最后得到评估区域的整体评估值F＝α*R+β*Q，α和β分别为电平和质量的权重。

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