CN102547754A - 一种无线网络中功分扇区的合成方法及基站 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无线网络中功分扇区的合成方法，包括，将同一基站下的所有功分扇区合成为一个等效扇区，其中，所述合成过程包括判定等效扇区的方位角和张角，以及判定所述等效扇区的半径；本发明还提供了一种基站，所述基站具有一等效扇区，所述等效扇区由该基站下的所有功分扇区采用上述的方法合成；采用本发明的技术方案，在沿用同样的无线网络规划技术的情况下，能够减少由于功分扇区的引入对网络规划结果造成的误差，同时，基站系统应用这些规划结果后，可以避免因配置不合理导致的干扰、切换失败、掉话等问题。

Description

一种无线网络中功分扇区的合成方法及基站

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及无线网络中功分扇区的合成方法和基站。

背景技术

在无线网络规划和建设过程中，经常会遇到这样的情形：对于某些特殊区域，基站周围360°方向内都有覆盖需求，但是从基站容量需求的角度，只需要提供一个扇区即可满足容量需求。对于这种情形，在基站建设时，通常有以下几种解决方案可选：

第一种方案是采用一副全向天线、一个扇区覆盖目标区域，采用该方案，可以有效地节省建设成本，但是由于全向天线的增益通常较定向天线小、而且全向天线调整起来不够灵活，因此无法满足在不同方向上有不同大小的覆盖半径的需求。

第二种方案是采用多副定向天线、多个扇区覆盖目标区域，采用该方案，通过调整不同方向上的定向天线来满足覆盖要求，但是由于采用多个扇区来覆盖，实际的容量需求较小，从而导致了资源的浪费、网络建设成本的增加。

第三种方案是采用多副定向天线，一个扇区功分多路覆盖目标区域，采用该方案，既可以灵活调整基站在不同方向上的覆盖，又可以节约设备资源，因此，在实际工程中该方案应用较多。

具体地，第三种方案主要是在一些容量需求较小、同时在多个方向上有覆盖需求的场合，可以根据覆盖需求，对一个扇区进行功率分配(简称“功分”)，也就是将这个扇区的信号通过分路器功分为N路，每一路信号都通过独立的天线发射出去，从而得到N个功分扇区。这些功分扇区所发送的内容都是来自同一个扇区的，因此在进行网络规划时，需要为这些功分扇区规划相同的邻区和参数。也就是说，在网络规划过程中，需要将这些功分扇区当成一个整体(或者说是合成为一个扇区)来进行规划。

现有的网络规划(包括但不限于邻区和参数的规划)在对功分扇区进行规划时，要么是将功分扇区基站当作一个全向基站来处理，要么就是只取其中一个功分扇区来进行规划。以邻区规划为例，前者的规划结果过于粗略，容易导致错误地增加一些功分扇区覆盖区域之外的小区作为邻区。后者的规划结果容易遗漏某些功分扇区方向上的小区作为邻区。

图1是现有的无线网络规划的流程图，包括：

S101，获取需要规划的基站信息，主要包括基站及扇区的信息，例如：扇区的经度、纬度、扇区的张角、扇区半径等；

S102，用“需要规划的基站信息”作为输入，对基站进行规划——包括、但不限于邻区规划、参数规划，例如CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)系统中的PN(Pseudo Noise，伪噪声序列)规划、LTE(Long TermEvolution，长期演进)系统中的PCI(Physical Cell Identity，物理小区标识)的规划；

S103，将S102输出的结果按照用户指定的格式进行输出规划结果；

S104，将S103输出的规划结果应用到无线网络中的基站系统——基站按照规划结果中参数、邻区等配置信息发射信号。

在上述流程中，在引入功分扇区后，S102在现有的技术情况下，不支持对功分扇区的规划，如果直接执行S102，输出的结果将会存在较大偏差。如果将这些有较大偏差的输出结果应用于基站系统，将会造成干扰增加、切换失败增多、掉话率升高等影响网络性能的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种无线网络中功分扇区的合成方法及基站。

为解决上述问题，本发明提供了一种无线网络中功分扇区的合成方法，包括，

将同一基站下的所有功分扇区合成为一个等效扇区，其中，所述合成过程包括判定等效扇区的方位角和张角，以及判定所述等效扇区的半径。

上述的方法中，其中，所述等效扇区的方位角和张角是根据所述功分扇区两两之间的夹角α_ij和夹角门限θ进行判定的，所述夹角是指扇区天线最大增益方向之间的夹角，且0°≤α_ij≤180°)，i，j为功分扇区的标号，n为功分扇区数目，i，j＝1，2，...，n；i＜j；n≥2；0°＜θ≤180°。

上述的方法中，其中，在θ≤α_ij≤180°时，所述判定等效扇区的方位角和张角具体为：

判定所述等效扇区的方位角为360°，所述等效扇区的张角为360°。

上述的方法中，其中，在α_ij＜θ时，所述判定等效扇区的方位角和张角具体为：

判断存在两个功分扇区S_x、S_y、设其夹角为α_xy、其张角分别为β_x和β_y，且满足α_xy＝∑α_ij(x，y，i，j∈[1，n]，且i＜j)时，则判定等效扇区的方位角为S_x和S_y夹角角平分线所指方向的度数、等效扇区的张角为α_xy+(β_x+β_y)/2。

上述的方法中，其中，该方法进一步包括，

判断任意两个功分扇区S_x、S_y、设其夹角为α_xy、其张角分别为β_x和β_y，在不满足α_xy＝∑α_ij(x，y，i，j∈[1，n]，且i＜j)时，若S_x和S_y的夹角α_xy＜θ，且S_x和S_y的张角分别为β_x和β_y，则判定等效扇区的方位角为S_x和S_y夹角角平分线所指方向的度数、等效扇区的张角为α_xy+(β_x+β_y)/2，将该等效扇区作为功分扇区。

上述的方法中，其中，判定所述等效扇区的半径具体为：

获取该基站全部功分扇区的半径R_i，i＝1，2，......，n，n表示功分扇区的个数；

等效扇区的小区半径Reff为mean(R1，R2，...，Rn)、max(R1，R2，...，Rn)或min(R1，R2，...，Rn)。

本发明还提供了一种基站，所述基站具有一等效扇区，所述等效扇区由该基站下的所有功分扇区采用上述方法合成。

采用本发明的技术方案，在沿用同样的无线网络规划技术的情况下，能够减少由于功分扇区的引入对网络规划结果造成的误差；同时，使用本发明的方法，实质上是在对功分扇区进行规划之前、对功分扇区信息进行等效处理，因此可以最大限度地保留现有的无线网络基站规划算法，降低了网络规划的成本和复杂度；基站系统应用这些规划结果后，可以避免因配置不合理导致的干扰、切换失败、掉话等问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有的无线网络规划的流程图；

图2是采用本发明所述方法的无线网络规划流程图；

图3是具有两个功分扇区的功分基站图；

图4是具有三个功分扇区的功分基站图；

图5是两个功分扇区合成等效扇区的实施例一示意图；

图6是两个功分扇区合成等效扇区的实施例二示意图；

图7是三个功分扇区合成等效扇区的实施例一示意图；

图8a是三个功分扇区合成等效扇区的实施例二示意图1；

图8b是三个功分扇区合成等效扇区的实施例二示意图2。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图2是采用本发明所述方法的无线网络规划流程图，如图2所示，包括：

S201，获取需要规划的基站信息，主要包括基站及扇区的信息，例如：扇区的经度、纬度、扇区的张角、扇区半径等；

S202，对S201输出的基站及扇区信息进行处理，采用本发明的等效扇区的合成方法进行处理；

S203，用“需要规划的基站信息”作为输入，对基站进行规划——包括、但不限于邻区规划、参数规划；

S204，将S203输出的结果按照用户指定的格式进行输出规划结果；

S205，将S204输出的规划结果应用到无线网络中的基站系统——基站按照规划结果中参数、邻区等配置信息发射信号。

将同一基站下的所有功分扇区合成为一个等效扇区，其中等效扇区的合成过程包括：

步骤A，判定等效扇区的方位角和张角；

步骤B，判定等效扇区的半径。

所述步骤A具体包括以下步骤：

步骤A1，判定基站内全部n个功分扇区两两之间的夹角α_ij(扇区间的夹角是指扇区天线最大增益方向之间的夹角，且0°≤α_ij≤180°)，i，j为功分扇区的标号，i，j＝1，2，...，n；i＜j；n≥2。

步骤A2，根据功分扇区之间的夹角按照下列步骤的顺序来判定等效扇区的方位角和张角，具体步骤如下：

步骤A2-1，用于判定两个功分扇区(S₁和S₂)的等效扇区的方位角和张角；如果S₁和S₂的夹角α₁₂＜θ，其中θ为夹角门限(0°＜θ≤180°)，且S₁和S₂的张角分别为β₁和β₂，则判定等效扇区的方位角为S₁和S₂夹角角平分线所指方向的度数，等效扇区的张角为α₁₂+(β₁+β₂)/2，结束步骤A。

步骤A2-2，如果存在两个功分扇区之间的夹角α_i，且θ≤α_i≤180°，则判定等效扇区的方位角为360°、等效扇区的张角为360°，结束步骤A。

步骤A2-3，如果功分扇区两两间的夹角都小于步骤A2-1所述的夹角门限θ，判断是否存在两个功分扇区(S_x和S_y)、其夹角α_xy，张角分别为β_x和β_y，且满足α_xy＝∑α_ij(x，y，i，j∈[1，n]，且i＜j)，如果存在该α_xy，则判定等效扇区的方位角为S_x和S_y夹角角平分线所指方向的度数、等效扇区的张角为α_xy+(β_x+β_y)/2，结束步骤A。

步骤A2-4，如果功分扇区两两间的夹角都小于步骤A2-1所述的夹角门限θ，判断不存在两个功分扇区(S_x和S_y)、其夹角α_xy，张角分别为β_x和β_y，且满足α_xy＝∑α_ij(x，y，i，j∈[1，n]，且i＜j)，将全部功分扇区按照以下顺序进行等效合成：首先将扇区S₁和扇区S₂合成为等效扇区S_e1，S_e1的等效方位角和张角计算方式同步骤A2-1所述；然后重复步骤A，开始计算S_e1，S₃，......，S_n两两间的夹角，再执行步骤A2-1、步骤A2-2、步骤A2-3等，如果这三个步骤的判定条件都不满足，再计算S_e1和S₃的等效扇区S_e2，再重复步骤A，......，直至步骤A结束。

所述步骤B具体包括以下步骤：

步骤B1，获取该基站全部n个功分扇区的半径R_i，i＝1，2，......，n

步骤B2，等效扇区的小区半径R_eff，可以按照以下公式之一来计算R_eff：

公式B2-1，R_eff＝mean(R₁，R₂，...，R_n)；

公式B2-2，R_eff＝max(R₁，R₂，...，R_n)；

公式B2-3，R_eff＝min(R₁，R₂，...，R_n)。

在密集城区中的功分扇区的等效计算时，为了避免考虑过多的周边邻区，可以采用B2-3；在农村区域的功分扇区的等效计算时，为了避免遗漏周边小区，可以采用公式B2-2；对于一般城区和郊区的功分扇区的等效计算，可以采用公式B2-1。

功分基站常见的两种表现形式如图3、图4所示，其中图3是具有两个功分扇区的功分基站图；图4是具有三个功分扇区的功分基站图；在图3中，基站位于O点，它有两个功分扇区，对应图上S₁和S₂，这两个扇区的方位角分别是它们张角平分线

所指的方向。类似地，在图4中，基站位于O点，有三个功分扇区S₁、S₂和S₃，方位角分别是

所指方向。

以下结合图5、图6给出的实施例，在不同扇区夹角情况下、对两个功分扇区进行合成的具体过程如下所述：

图5是两个功分扇区合成等效扇区的实施例一示意图，其中S₁和S₂是同一个基站的两个功分扇区，

是指向等效扇区的方位角方向，∠MON是等效扇区的张角。假设图5中S₁的方位角(

的指向)为50°(以正北方向为0°)，S₂的方位角(的指向)为310°，S₁和S₂的张角都是65°、扇区半径都是R；假设夹角门限θ＝170°。根据本发明提供的方法，功分扇区S₁和S₂的夹角∠AOB＝100°＜θ，满足上述步骤A2-1的判定条件，因此等效扇区的方位角

(∠AOB的角平分线所指向的方向)、张角∠MON＝165°，等效扇区半径可以选择为发明内容所述公式B2-2，本实施例中取值为R。

图6是两个功分扇区合成等效扇区的实施例二示意图，在图6中，S₁和S₂是同一个基站的两个功分扇区。假设S₁的方位角(

的指向)为50°，S₂的方位角(

的指向)为235°，S₁和S₂的张角都是65°、扇区半径都是R；假设夹角门限θ＝170°。根据本发明提供的方法，∠AOB＝175°＞θ，满足发明内容所述步骤A2-2的判定条件，因此等效扇区方位角为360°、等效扇区张角为360°(即合成为一个等效扇区)，等效扇区半径可以选择为发明内所述公式B2-1，本实施例中取值为R。

图7是三个功分扇区合成等效扇区的实施例一示意图；在图7中，S₁、S₂和S₃是同一个基站的三个功分扇区。假设S₁的方位角(

的指向)为0°，S₂的方位角(

的指向)为80°，S₃的方位角(

的指向)为300°，各功分扇区的张角都为40°、扇区半径都为R；假设夹角门限θ＝170°。根据本发明提供的方法，首先计算三个功分扇区两两之间的夹角，其中S₁和S₂之间夹角α₁₂＝∠AOB＝80°，S₂和S₃之间夹角α₂₃＝∠BOC＝140°，S₁和S₃之间夹角α₁₃＝∠AOC＝60°。不满足上述步骤A2-2的判定条件、但满足步骤A2-3的判定条件，因此等效扇区的方位角为

(∠BOC的角平分线所指方向)、张角为∠MON＝∠BOC+∠COM+∠BON＝180°，等效扇区半径可以按照发明内容所述公式B2-3、本实施例取值为R。

图8a是三个功分扇区合成等效扇区的实施例二示意图1；在图8a中，S₁、S₂和S₃是同一个基站的三个功分扇区。假设S₁的方位角(

的指向)为10°，S₂的方位角(

的指向)为115°，S₃的方位角(

的指向)为250°，各功分扇区的张角都为40°、扇区半径都为R；假设夹角门限θ＝170°。根据本发明提供的方法，首先计算三个功分扇区两两之间的夹角，其中S₁和S₂之间夹角α₁₂＝∠AOB＝105°，S₂和S₃之间夹角α₂₃＝∠BOC＝135°，S₁和S₃之间夹角α₁₃＝∠AOC＝120°。既不满足上述步骤A2-2的判定条件、也不满足步骤A2-3的判定条件，因此按照步骤A2-4所述，首先将S₁和S₂等效为1个扇区S_e1，该等效扇区的方位角

(∠AOB的角平分线所指方向)、等效扇区的张角为145°。接下来再来处理S_e1和S₃的信息，图8b是三个功分扇区合成等效扇区的实施例二示意图2，如图8b所示，计算S_e1和S₃的夹角∠DOC＝172.5°＞θ，满足发明内容所述步骤A2-2的判定条件，因此最终的等效扇区的方位角为360°、张角为∠O＝360°，等效扇区半径可以按照发明内容所述公式B2-3、本实施例取值为R。

本发明还提供了一种基站，所述基站具有一等效扇区，所述等效扇区由该基站下的所有功分扇区采用上述方法合成。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权力要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种无线网络中功分扇区的合成方法，其特征在于，包括，

将同一基站下的所有功分扇区合成为一个等效扇区，其中，所述合成过程包括判定等效扇区的方位角和张角，以及判定所述等效扇区的半径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等效扇区的方位角和张角是根据所述功分扇区两两之间的夹角a_ij和夹角门限θ进行判定的，所述夹角是指扇区天线最大增益方向之间的夹角，且0°≤α_ij≤180°，i，j为功分扇区的标号，n为功分扇区数目，i，j＝1，2，…，n；i＜j；n≥2；0°＜θ≤180°。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在θ≤α_ij≤180°时，所述判定等效扇区的方位角和张角具体为：

判定所述等效扇区的方位角为360°，所述等效扇区的张角为360°。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在α_ij＜θ时，所述判定等效扇区的方位角和张角具体为：

判断存在两个功分扇区S_x、S_y、设其夹角为α_xy、其张角分别为β_x和β_y，且满足α_xy＝∑α_ij(x，y，i，j∈[1，n]，且i＜j)时，则判定等效扇区的方位角为S_x和S_y夹角角平分线所指方向的度数、等效扇区的张角为α_xy+(β_x+β_y)/2。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括，

判断任意两个功分扇区S_x、S_y、设其夹角为α_xy、其张角分别为β_x和β_y，在不满足α_xy＝∑α_ij(x，y，i，j∈[1，n]，且i＜j)时，若S_x和S_y的夹角α_xy＜θ，，且S_x和S_y的张角分别为β_x和β_y，则判定等效扇区的方位角为S_x和S_y夹角角平分线所指方向的度数、等效扇区的张角为α_xy+(β_x+β_y)/2，将该等效扇区作为功分扇区。

6.根据权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，判定所述等效扇区的半径具体为：

获取该基站全部功分扇区的半径R_i，i＝1，2，......，n，n表示功分扇区的个数；

等效扇区的小区半径为mean(R1，R2，...，Rn)、max(R1，R2，...，Rn)或min(R1，R2，...，Rn)。

7.一种基站，其特征在于，所述基站具有一等效扇区，所述等效扇区由该基站下的所有功分扇区采用权利要求1至6任一所述的方法合成。

Images