CN102883334A - Lte室内分布系统的规划方法以及确定规划参数的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LTE室内分布系统的规划方法以及确定规划参数的装置，所述方法包括：根据室内分布系统覆盖场景建立两通道天线点间距与覆盖场景的对应查询表；根据天线上下行无线传输允许的最大路径损耗和传播模型计算出天线覆盖半径；根据RRU输出功率、天线点输出功率、馈线损耗、分配损耗、插入损耗以及发射天线增益计算出RRU覆盖天线点数量；根据两通道天线点间距与覆盖场景的对应查询表、天线覆盖半径以及RRU覆盖天线点数量规划室内分布系统。采用本发明的实施方式能够有效地确定出两通道天线点间距、天线覆盖半径及RRU覆盖天线点数量等规划参数，进而提高LTE室内分布系统性能及规划效率以及为运营商对LTE室内分布系统设计的审核提供指导依据。

Description

LTE室内分布系统的规划方法以及确定规划参数的装置

技术领域

本发明总体上涉及移动通信领域，尤其涉及一种适用于LTE室内分布系统的规划方法以及用于确定LTE室内分布系统的规划参数的装置。

背景技术

长期演进(Long Term Evolution，简称LTE)系统与已经大规模部署的3G/2G系统存在较大的区别，例如，其减少了中间节点数量，整个系统架构趋于扁平化。同时，LTE系统还采用了下行正交频分复用(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing，简称OFDM)以及多输入多输出(Multiple-InputMultiple-Output，简称MIMO)等先进技术，使得系统具有以下优点：更短的系统时延、更高的数据速率及小区容量、以及更低的用户及运营商成本。

LTE系统的上述优点有效地缓解了数据业务快速增长与运营商网络容量压力之间的矛盾，而目前大部分数据业务发生在室内，使得LTE室内分布系统的规划和建设尤为重要。LTE室内分布系统MIMO的引入需要建设两套布线系统，其解决方案是新建两套布线系统或在原有布线系统的基础上新建一套布线系统。两套布线系统天线点的间距(即两通道天线点间距)及覆盖半径对于MIMO性能有比较大的影响，从而影响系统吞吐量及用户体验，此外，天线点数量及覆盖半径直接决定了LTE小区的覆盖面积。

在现有技术中，相对于室外规划，LTE室内覆盖环境更为复杂，会受到建筑物结构、材质及施工条件等多方面因素的影响，目前，现有技术对于如何确定LTE的室内分布系统规划中会使用到的两通道天线点间距、覆盖半径和天线点数量等信息没有提出有效的方法，对LTE的室内分布系统也没有详尽的规划方法。

发明内容

鉴于上述技术问题，本发明提供一种适用于LTE室内分布系统的规划方法以及用于确定LTE室内分布系统的规划参数的装置，以有效地确定LTE的室内分布系统规划中会使用到的两通道天线点间距、覆盖半径和天线点数量等规划参数。

一方面，本发明提供了一种用于确定LTE室内分布系统的规划参数的装置，其包括：

天线点间距确定模块，用于根据所述室内分布系统的覆盖场景建立两通道天线点间距与覆盖场景的对应查询表；

天线覆盖半径确定模块，用于根据天线的上下行无线传输允许的最大路径损耗和传播模型计算出天线覆盖半径；

RRU(Radio Remote Unit，远程无线单元)覆盖天线点数量确定模块，用于根据RRU输出功率、天线点输出功率、馈线损耗、分配损耗、插入损耗以及发射天线增益计算出RRU覆盖天线点数量；

输出模块，用于将所述两通道天线点间距与覆盖场景的对应查询表、天线覆盖半径以及RRU覆盖天线点数量向用户输出。

另一方面，本发明提供了一种用于LTE室内分布系统的规划方法，其包括：

根据所述室内分布系统的覆盖场景建立两通道天线点间距与覆盖场景的对应查询表；

根据天线的上下行无线传输允许的最大路径损耗和传播模型计算出天线覆盖半径；

根据RRU输出功率、天线点输出功率、馈线损耗、分配损耗、插入损耗以及发射天线增益计算出RRU覆盖天线点数量；

根据所述两通道天线点间距与覆盖场景的对应查询表、天线覆盖半径以及RRU覆盖天线点数量配置所述室内分布系统。

通过实施本发明技术方案，在LTE室内规划中，能够有效地确定两通道天线点间距、天线覆盖半径及RRU覆盖天线点数量等规划参数，并且有效地提高了LTE室内分布系统性能及规划效率，也为运营商对LTE室内分布系统设计的审核提供了指导依据。

附图说明

图1是根据本发明的一种用于确定LTE室内分布系统的规划参数的装置的框图；

图2是图1中天线点间距确定模块的框图；

图3是图1中天线覆盖半径确定模块的框图；

图4是根据本发明的用于LTE室内分布系统的规划方法的一种实施方式的流程图；

图5是图4中步骤S100的详细流程图；

图6是图4中步骤S200的详细流程图；

图7是根据链路级仿真得到的用户信噪比与RB承载速率的关系图；

图8示出了理想模型(图(a)所示)和实际网络(图(b)所示)的结构。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面进一步结合附图对本发明作详细的描述。

参见图1，示出了根据本发明的一种用于确定LTE室内分布系统的规划参数的装置的结构，其中，所述规划参数主要是指本领域技术人员在LTE室内分布系统规划中所需的信息，例如，但不限于，两通道天线点间距、天线覆盖半径、RRU覆盖天线点数量等。

如图1所示，用于确定LTE室内分布系统的规划参数的装置10包括：

天线点间距确定模块110，用于根据所述室内分布系统的覆盖场景建立天线点间距与覆盖场景的对应查询表；

天线覆盖半径确定模块120，用于根据天线的上下行无线传输允许的最大路径损耗和传播模型计算出天线覆盖半径；

RRU覆盖天线点数量确定模块130，用于根据RRU输出功率、天线点输出功率、馈线损耗、分配损耗、插入损耗以及发射天线增益计算出RRU覆盖天线点数量；具体而言，根据公式“RRU输出功率-天线点输出功率-馈线损耗+发射天线增益＝(分配损耗+插入损耗)*K”确定功率分配的级数K，然后根据公式“RRU覆盖天线点数量＝2^K”计算出RRU覆盖天线点数量。

输出模块140，与所述天线点间距确定模块110、天线覆盖半径确定模块120以及RRU覆盖天线点数量确定模块130分别连接，用于将确定出的所述两通道天线点间距与覆盖场景的对应查询表、天线覆盖半径以及RRU覆盖天线点数量向用户输出。

这样，用户(例如，网络设计人员)可以根据装置10输出的两通道天线点间距与覆盖场景的对应查询表、天线覆盖半径以及RRU覆盖天线点数量进行室内分布系统的规划，以及用户(例如，运营商网络建设部门或其技术人员)可以根据装置10输出的两通道天线点间距与覆盖场景的对应查询表、天线覆盖半径以及RRU覆盖天线点数量对网络设计人员的LTE室内分布系统设计进行审核。

在本发明实施方式中，如图2所示，天线点间距确定模块110主要包括场景划分单元1101、测试单元1102、间距确定单元1103和表格建立单元1104。下面分别对天线点间距确定模块110的各个单元进行具体说明。

场景划分单元1101，用于将所述室内分布系统覆盖场景划分为各种应用场景，例如，将室内分布系统覆盖环境划分为写字楼、居民区、商场、宾馆、校园等应用场景。

测试单元1102，用于针对每一种应用场景选取预定数目(例如10个)的测试环境以在选取的测试环境下测试天线点间距与系统吞吐量或边缘用户吞吐量之间的关系；需要说明的是，对于每一种应用场景，本发明不局限于选择10个测试环境，根据实际需要可以选择任意数目的测试环境，例如，如果精度要求高，可以选择超过10个以上的测试环境(例如15个、50个等)，如果要求较短的测试时间，可以选择10个以下的测试环境(例如5个、2个等)。

间距确定单元1103，用于根据所述系统吞吐量或边缘用户吞吐量选择所选取的各个测试环境下的天线点间距(例如：r₁，r₂...r₁₀)，并通过对所述各个测试环境下的两通道天线点间距进行算术平均得到相应的应用场景的两通道天线点间距，例如：

其中r表示两通道天线点间距；

具体地，间距确定单元1103可以根据所述系统吞吐量或边缘用户吞吐量按照运营商的覆盖策略来选择所选取的各个测试环境下的两通道天线点间距，如果运营商注重边缘用户吞吐量，那么选择边缘用户吞吐量较大的两通道天线点间距，如果运营商注重系统吞吐量，那么选择系统吞吐量较大的两通道天线点间距。具体而言，可以选择系统吞吐量或边缘用户吞吐量最大的两通道天线点间距，或者可以选择系统吞吐量或边缘用户吞吐量超过预定阈值的两通道天线点间距，就预定阈值而言，本领域技术人员可以根据需要任意设置。

表格建立单元1104，用于根据计算得到的两通道天线点间距和相应的应用场景建立两通道天线点间距与覆盖场景的对应查询表。

这样，在进行LTE室内分布系统规划设计过程中，可以根据覆盖场景查询两通道天线点间距与覆盖场景的对应查询表，得到相应的两通道天线点间距，解决了由于间距太小使MIMO两通道的不相关性难以得到保证或者由于间距太大使边缘用户的SINR得不到保证等技术问题，从而使LTE室内分布系统的性能得到保证。

在本发明实施方式中，如图3所示，天线覆盖半径确定模块120包括：

信噪比确定单元1201，用于根据边缘用户数据速率、分配的无线承载(RB)数量结合链路级仿真确定边缘用户所需要的信噪比(SINR)，具体而言，根据公式“每个RB承载速率＝边缘用户数据速率/分配的RB数量”确定每个RB承载速率，然后根据链路级仿真得到RB承载速率与用户SINR的关系(如图7所示)，最终可以根据RB承载速率与用户SINR的关系确定相应的SINR；

接收机灵敏度确定单元1202，用于根据所述确定的SINR确定接收机灵敏度，具体地，接收机灵敏度＝SINR+接收机底噪；

最大路径损耗确定单元1203，用于根据天线点发射功率、干扰余量、接收天线增益以及所述接收机灵敏度确定上下行允许的最大路径损耗，具体地，最大路径损耗＝天线点发射功率-接收机灵敏度-干扰余量+接收天线增益；

覆盖半径计算单元1204，用于将所述最大路径损耗代入传播模型计算出天线的覆盖半径。

在本发明的其他实施方式中，进一步地，可以根据天线覆盖半径计算出天线的覆盖面积，天线覆盖面积乘以单个RRU覆盖天线点数量计算出单个RRU覆盖的面积，单个RRU覆盖面积乘以小区RRU级联个数从而计算出小区的覆盖面积。

通过以上描述可知，本领域技术人员可以通过上述装置有效地确定出两通道天线点间距、天线覆盖半径及RRU覆盖天线点数量等规划参数，并根据这些规划参数对相应的室内分布系统进行规划，从而有效地提高LTE室内分布系统性能及规划效率，也为运营商的网络建设部门对LTE室内分布系统设计的审核提供了指导依据。

以上结合附图以具体实施例的方式对本发明的装置进行了说明，下面对本发明的用于LTE室内分布系统的规划方法进行举例说明。

参见图4，其示出了本发明的用于LTE室内分布系统的规划方法的一种实施方式。在本实施方式中，所述用于LTE室内分布系统的规划方法包括：

S100，根据室内分布系统覆盖场景建立两通道天线点间距与覆盖场景的对应查询表；

S200，根据天线的上下行无线传输允许的最大路径损耗和传播模型计算出天线覆盖半径；

S300，根据远程无线单元RRU输出功率、天线点输出功率、馈线损耗、分配损耗、插入损耗以及发射天线增益计算出RRU覆盖天线点数量；

S400，根据所述两通道天线点间距与覆盖场景的对应查询表、天线覆盖半径以及RRU覆盖天线点数量配置(或规划)所述室内分布系统。

需要说明的是，上述处理流程只是本发明的一种实施例，本领域技术人员，在不脱离本发明权利要求的保护范围的条件下，可以对上述实施方式进行各种修改或等同替换，这些修改或替换同样也落入本发明权利要求的保护范围之内。例如，在另一种实施方式中，所述用于LTE室内分布系统的规划方法可以先执行步骤S200，然后依次执行步骤S100、S300、S400；在又一种实施方式中，所述用于LTE室内分布系统的规划方法可以先执行步骤S300，然后依次执行步骤S100、S200、S400；在其他实施方式中，还可以先执行步骤S300，然后依次执行步骤S200、S100、S400，或者先执行步骤S200，然后依次执行步骤S300、S100、S400。

在本文中，如图5所示，步骤S100包括：

S101，将所述室内分布系统覆盖场景划分为各种应用场景，例如：写字楼、居民区、商场、宾馆、校园等。

S102，针对每一种应用场景选取预定数目的测试环境，例如，针对写字楼选择10个测试环境。

S103，在选取的测试环境下测试天线点间距与系统吞吐量或边缘用户吞吐量之间的关系，具体而言，可以采用本领域公知的各种测试技术或测试方式，例如，可以采用关键绩效指标法(Key Performance Indicator，KPI)测试方法进行测试。

S104，根据所述系统吞吐量或边缘用户吞吐量选择所选取的各个测试环境下的天线点间距：r₁，r₂...r₁₀，并通过对所述各个测试环境下的两通道天线点间距进行算术平均得到相应的应用场景的两通道天线点间距r：

$r=\underset{i=1}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{r}_i/10.$

S105，根据计算得到的两通道天线点间距和相应的应用场景建立两通道天线点间距与覆盖场景的对应查询表。

在本文中，如图6所示，步骤S200包括：

S201，根据边缘用户数据速率、分配的RB数量确定每个RB承载速率，其中，每个RB承载速率＝边缘用户数据速率/分配的RB数量。

S202，通过本领域熟知的链路级仿真确定RB承载速率与边缘用户所需要的SINR的关系，如图7所示，图7中的曲线示出了RB承载速率与SINR的关系。应当理解，本领域技术人员还可以采用其他技术手段来确定RB承载速率与边缘用户所需要的SINR的关系。

S203，根据所述RB承载速率与SINR的对应关系确定边缘用户所需要的SINR。

S204，根据所述确定的SINR确定接收机灵敏度，具体而言：

接收机灵敏度＝SINR+接收机底噪。

S205，根据天线点发射功率、干扰余量、接收天线增益以及所述接收机灵敏度确定上下行允许的最大路径损耗，其中：

最大路径损耗＝天线点发射功率-接收机灵敏度-干扰余量+接收天线增益。

S206，将所述最大路径损耗代入传播模型计算出天线的覆盖半径。

在确定天线覆盖半径后，进一步可以根据天线覆盖半径计算出天线的覆盖面积，天线覆盖面积乘以单个RRU覆盖天线点数量计算出单个RRU覆盖的面积，单个RRU覆盖面积乘以小区RRU级联个数计算出小区的覆盖面积。

需要说明的是，在本发明的各种实施方式中，RRU覆盖天线点数量主要取决于RRU的输出功率、天线点输出功率、两者之间的分配损耗、以及有源、无源器件的插损、馈线损耗。其中，分配损耗、有源、无源器件的插入损耗取决于分布式系统的拓扑结构，而拓扑结构和建筑物的结构有着比较大的关系，因此，在步骤S400中，通过建立分配损耗、插入损耗与天线点数量N的理想模型(如图8中的图(a)所示)，以克服不同建筑物结构的差别。如图8中的图(a)所示，理想模型假设建筑物结构是均匀的对称结构，RRU的位置处于对称结构的中间位置，无源器件均采用功分器(具体可以为二功分器件)。在理想模型中，功率分配一次的分配损耗是3dB，假设器件的插入损耗是0.6dB，则天线点数量N与RRU输出功率、天线点输出功率、发射天线增益、馈线损耗之间存在如下关系：

RRU输出功率-天线点输出功率-馈线损耗+发射天线增益＝3.6*K

其中，K为功率分配的级数，图(a)中K为2；

天线点数量N与K满足以下关系：

N＝2^K，本例中将计算得到N为4。

当然实际的建筑物结构不可能是绝对的对称结构，可以在网络设计的过程中通过将功分器调整为耦合器对功率分配进行调整即可(如图8中的图(b)所示)，但是理想模型建立的天线点数量N与RRU输出功率、天线点输出功率、发射天线增益、馈线损耗之间的关系依然成立。

需要说明的是，上述分配损耗和插入损耗，仅仅用作举例，在实际应中，可以方便地从设备制造商的产品说明书得到或通过简单的测试得到，并代入上述公式。

通过采用本发明的用于LTE室内分布系统的规划方法，本领域技术人员可以确定两通道天线点间距、天线覆盖半径、RRU覆盖天线点数量以及小区覆盖面积等规划参数，并根据这些规划参数进行相应的室内分布系统规划，从而有效地提高了LTE室内分布系统性能及规划效率，也为运营商网络建设部门对LTE室内分布系统设计的审核提供了指导依据。

通过对以上实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件结合硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上结合具体实施方式对本发明进行了说明，这些具体实施方式仅仅是示例性的，不能以此限定本发明之保护范围，本领域技术人员在不脱离本发明实质的前提下可以进行各种修改、变化或替换。因此，依照本发明所作的各种等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种用于确定长期演进LTE室内分布系统的规划参数的装置，其特征在于，所述装置包括：

天线点间距确定模块，用于根据所述室内分布系统的覆盖场景建立两通道天线点间距与覆盖场景的对应查询表；

天线覆盖半径确定模块，用于根据天线的上下行无线传输允许的最大路径损耗和传播模型计算出天线覆盖半径；

远程无线单元RRU覆盖天线点数量确定模块，用于根据RRU输出功率、天线点输出功率、馈线损耗、分配损耗、插入损耗以及发射天线增益计算出RRU覆盖天线点数量；

输出模块，与所述天线点间距确定模块、天线覆盖半径确定模块以及RRU覆盖天线点数量确定模块分别连接，用于将所述两通道天线点间距与覆盖场景的对应查询表、天线覆盖半径以及RRU覆盖天线点数量向用户输出。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述天线点间距确定模块包括：

场景划分单元，用于将所述室内分布系统的覆盖场景划分为各种应用场景；

测试单元，用于针对每一种应用场景选取预定数目的测试环境以在选取的测试环境下测试两通道天线点间距与系统吞吐量或边缘用户吞吐量之间的关系；

间距确定单元，用于根据所述系统吞吐量或边缘用户吞吐量选择所选取的各个测试环境下的两通道天线点间距，并通过对所述各个测试环境下的两通道天线点间距进行算术平均得到相应的应用场景的两通道天线点间距；

表格建立单元，用于根据计算得到的两通道天线点间距和相应的应用场景建立两通道天线点间距与覆盖场景的对应查询表。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述天线覆盖半径确定模块包括：

信噪比确定单元，用于根据边缘用户数据速率、分配的无线承载RB数量结合链路级仿真确定边缘用户所需要的信噪比SINR；

接收机灵敏度确定单元，用于根据所述SINR确定接收机灵敏度；

最大路径损耗确定单元，用于根据天线点发射功率、干扰余量、接收天线增益以及所述接收机灵敏度确定上下行允许的最大路径损耗；

覆盖半径计算单元，用于将所述最大路径损耗代入传播模型计算出天线的覆盖半径。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述RRU覆盖天线点数量确定模块按照下式计算出RRU覆盖天线点数量：

RRU输出功率-天线点输出功率-馈线损耗+发射天线增益＝(分配损耗+插入损耗)*K，其中K为功率分配的级数；

并且，RRU覆盖天线点数量＝2^K。

5.一种用于长期演进LTE室内分布系统的规划方法，其特征在于，所述方法包括：

根据所述室内分布系统的覆盖场景建立两通道天线点间距与覆盖场景的对应查询表；

根据天线的上下行无线传输允许的最大路径损耗和传播模型计算出天线覆盖半径；

根据远程无线单元RRU输出功率、天线点输出功率、馈线损耗、分配损耗、插入损耗以及发射天线增益计算出RRU覆盖天线点数量；

根据所述两通道天线点间距与覆盖场景的对应查询表、天线覆盖半径以及RRU覆盖天线点数量配置所述室内分布系统。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述室内分布系统的覆盖场景建立两通道天线点间距与覆盖场景的对应查询表包括：

将所述室内分布系统的覆盖场景划分为各种应用场景，

针对每一种应用场景选取预定数目的测试环境以在选取的测试环境下测试两通道天线点间距与系统吞吐量或边缘用户吞吐量之间的关系，

根据所述系统吞吐量或边缘用户吞吐量选择所选取的各个测试环境下的两通道天线点间距，并通过对所述各个测试环境下的两通道天线点间距进行算术平均得到相应的应用场景的两通道天线点间距，

根据计算得到两通道天线点间距和相应的应用场景建立两通道天线点间距与覆盖场景的对应查询表。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据天线的上下行无线传输允许的最大路径损耗和传播模型计算出天线覆盖半径包括：

根据边缘用户数据速率、分配的无线承载RB数量结合链路级仿真确定边缘用户所需要的信噪比SINR，

根据所述SINR确定接收机灵敏度，

根据天线点发射功率、干扰余量、接收天线增益以及所述接收机灵敏度确定上下行允许的最大路径损耗，其中，最大路径损耗＝天线点发射功率-接收机灵敏度-干扰余量+接收天线增益，

将所述最大路径损耗代入传播模型计算出天线的覆盖半径。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据边缘用户数据速率、分配的RB数量结合链路级仿真确定边缘用户所需要的SINR包括：

根据边缘用户数据速率、分配的RB数量确定每个RB承载速率，其中，每个RB承载速率＝边缘用户数据速率/分配的RB数量，

通过链路级仿真得到RB承载速率与SINR的对应关系，

根据所述RB承载速率与SINR的对应关系确定边缘用户所需要的SINR。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据RRU输出功率、天线点输出功率、馈线损耗、分配损耗、插入损耗以及发射天线增益计算出RRU覆盖天线点数量包括：

确定功率分配的级数，其中，RRU输出功率-天线点输出功率-馈线损耗+发射天线增益＝(分配损耗+插入损耗)*K，其中K为功率分配的级数；

根据确定出的功率分配的级数按照下式计算RRU覆盖天线点数量：

RRU覆盖天线点数量＝2^K。

10.根据权利要求5至9任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据天线覆盖半径计算出天线的覆盖面积，

天线覆盖面积乘以单个RRU覆盖天线点数量计算出单个RRU覆盖的面积，

单个RRU覆盖面积乘以小区RRU级联个数计算出小区的覆盖面积。

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