CN103503498A - 一种移动网络中容量和覆盖的自优化方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动通信网络中小区覆盖和容量的自适应优化方法和装置,旨在提高小区容量和覆盖的自适应优化性能。其技术方案包括,计算小区的频谱效率;如果小区的频谱效率小于第一阈值,启动小区垂直扇区化处理把小区划分为内扇区和外扇区,配置内扇区和外扇区的相关参数以提高小区的频谱效率;再计算外扇区的频谱效率;如果外扇区的频谱效率小于第二阈值,启动小区间干扰协调以提高外扇区的频谱效率,并重新配置所述内扇区和外扇区的相关参数以提高小区的频谱效率。本发明有效的把小区间干扰协调和垂直扇区化技术结合起来,克服了现有技术中难以同时达到容量和覆盖最优的缺点,更优的实现小区覆盖和容量的自适应优化。
Description
一种移动网络中容量和覆盖的自优化方法和装置
技术领域
本发明涉及通信领域, 具体涉及一种移动通信网络小区覆盖和容量的 自优化的装置和方法。 背景技术
随着移动通信网络规模的不断扩大, 以及基站的不断小型化, 运营商 所需维护的网元数量急剧增加, 所需投入的维护成本也越来越大。 为了达 到节省运营成本的目的, 以 TMO和 VDF为首的 NGMN组织在 2006年 12 月提出自组织网络( self-organization network, SON )的概念, SON的含义 是在移动通信网络的规划、 部署、 运维阶段尽可能的实现自动化。 为了方 便问题研究及标准化工作, 3GPP从 Release 8开始定义了一系列用于 SON 标准化的用例 ( use case ),并针对各个 use case讨论相应的解决方案。 其中 use case覆盖和容量优化 ( Coverage and Capacity Optimization, CCO )是虫奪 窝网络的主要问题之一。
一个影响系统覆盖和容量的因素是基站天线的参数 (如天线下倾角和 功率)。 改变天线的下倾角和功率是网络优化的主要手段, 而自适应的改变 下倾角和功率则是 SON的关注重点。 干扰是影响覆盖和容量的另一个主要 因素。 在基于 OFDMA的系统中, 由于小区内部资源的正交性, 干扰主要 来自于小区之间。 小区间干扰†办调 ( Inter-Cell Interference Coordination, ICIC )技术通过相邻小区边缘所使用带宽的正交性, 降低了小区边缘受到 的邻区干扰, 提高了小区边缘的频谱效率, 小区边缘的频谱效率及小区的 覆盖。 但带宽划分减少了频带的复用, 从而降低了整个小区的频谱效率, 即小区的容量。 因此, 覆盖和容量是一个折中问题。 为了取得覆盖和容量
较好的折中, 动态的 ICIC方法通过调整 ICIC的参数(如过载指示门限) 来自适应用户的分布。
动态的部分频率复用 (Fractional Frequency Reuse, FFR )和软频率复 用 ( Soft Frequency Reuse, SFR )是目前通过减少小区间干扰来改善覆盖性 能主要的两项动态 ICIC技术。 但由于在小区边缘需要进行频带正交, 降低 了系统容量, 频谱效率下降了。 因此, FFR和 SFR都不能解决系统容量和 覆盖的折中问题。
为了进一步提高小区边缘用户的性能,现有技术在 FFR/SFR的基础上, 把小区边缘用户进一步划分为小区中间用户和小区远程用户。 小区远程用 户由于复用距离增加降低了相互的干扰, 提高了覆盖性能。 对小区边缘用 户的进一步划分, 减少了小区中间用户的可用带宽, 进一步减少了系统带 宽的复用, 因此降低了系统容量。 达到容量和覆盖的同时优化仍然是目前 一个有待进一步解决的问题。 发明内容
本发明实施例提出了一种能够同时自适应优化移动通信网络中小区覆 盖和容量的方法和装置。
本发明实施例提出了一种小区容量和覆盖的自优化方法, 包括: 计算 小区的频谱效率; 如果所述小区的频谱效率小于第一阔值, 启动小区垂直 扇区化处理把所述小区划分为内扇区和外扇区 , 配置所述内扇区和外扇区 的相关参数以提高小区的频谱效率; 计算所述外扇区的频谱效率; 如果所 述外扇区的频谱效率小于第二阔值, 启动小区间干扰协调以提高外扇区的 频谱效率, 并重新配置所述内扇区和外扇区的相关参数以提高小区的频谱 效率。
本发明实施例提出了一种小区容量和覆盖的自优化装置, 包括: 频谱 效率计算单元, 用于计算小区频谱效率; 垂直扇区化执行单元, 用于启动
垂直扇区化处理 ·ί巴小区划分成内扇区和外扇区并配置所述内扇区和外扇区 的相关参数以提高小区的频谱效率; 所述频谱效率计算单元还用于计算外 扇区的频谱效率; 所述装置还包括, 小区间干扰协调单元, 用于启动小区 间干扰协调以提高外扇区频谱效率; 联合优化单元, 用于调用所述频谱效 率计算单元计算小区的频谱效率, 在所述小区的频谱效率小于第一阔值的 情况下, 调用所述垂直扇区化执行单元把小区划分成内扇区和外扇区并配 置所述内扇区和外扇区的相关参数以提高小区的频谱效率, 并在所述外扇 区的频谱效率小于第二阔值的情况下, 调用所述小区间干扰协调单元以启 动小区间干扰协调以提高外扇区频谱效率, 并重新配置所述内扇区和外扇 区的相关参数以提高小区的频谱效率。
本发明实施例提出了一种具有小区容量和覆盖自优化功能的管理系 统, 所述管理系统包括至少一个基站, 所述基站包括: 频谱效率计算单元, 用于计算和基站相应小区的频谱效率; 垂直扇区化执行单元, 用于启动垂 直扇区化处理 ·ί巴和基站相应的小区划分成内扇区和外扇区并配置所述内扇 区和外扇区的相关参数以提高和基站相应小区的频谱效率; 所述频谱效率 计算单元还用于计算外扇区频谱效率; 小区间干扰协调单元, 用于启动小 区间干扰协调以提高外扇区频谱效率; 所述管理系统还包括集中控制器, 所述集中控制器用于调用集中控制器所控制的各基站的频谱效率计算单元 计算所述各基站相应的小区频谱效率, 对相应小区频谱效率小于第一阔值 的基站, 调用所述基站的垂直扇区化执行单元把所述基站相应的小区划分 成内扇区和外扇区并配置所述内扇区和外扇区的相关参数以提高所述基站 相应的小区频谱效率, 并在外扇区频谱效率小于第二阔值的情况下, 根据 和集中控制器所控制的各基站的交互信息调用所述基站的小区间干扰协调 单元以启动小区间干扰协调以提高外扇区频谱效率, 并重新配置所述内扇 区和外扇区的相关参数以提高所述基站相应的小区频谱效率。
本发明实施例提出了一种具有小区容量和覆盖自优化功能的管理系
统, 所述管理系统包括至少一个基站, 所述基站包括: 频谱效率计算单元, 用于计算和基站相应小区的频谱效率; 垂直扇区化执行单元, 用于启动垂 直扇区化处理 ·ί巴和基站相应的小区划分成内扇区和外扇区并配置所述内扇 区和外扇区的相关参数以提高和基站相应小区的的频谱效率; 所述频谱效 率计算单元还用于计算外扇区的频谱效率; 小区间干扰协调单元, 用于启 动和基站相应小区的小区间干扰协调以提高外扇区频谱效率; 联合优化单 元, 用于调用所述频谱效率计算单元计算和基站相应小区的频谱效率, 在 所述和基站相应小区的频谱效率小于第一阔值的情况下, 调用所述垂直扇 区化执行单元把和基站相应的小区划分成内扇区和外扇区并配置所述内扇 区和外扇区的相关参数以提高和基站相应小区的的频谱效率, 并在所述外 扇区的频谱效率小于第二阔值的情况下, 根据和其它相邻基站的交互信息 调用所述基站的小区间干扰协调单元以启动小区间干扰协调以提高外扇区 频谱效率, 并重新配置所述内扇区和外扇区的相关参数以提高的频谱效率。
本发明实施例提出了一种具有小区容量和覆盖自优化功能的管理系 统, 所述管理系统包括至少一个基站, 所述基站包括: 垂直扇区化执行单 元, 用于启动垂直扇区化处理 4巴和基站相应的小区划分成内扇区和外扇区 并配置所述内扇区和外扇区的相关参数以提高和基站相应小区的的频谱效 率; 小区间干扰协调单元, 用于启动小区间干扰协调以提高外扇区频谱效 率; 所述管理系统还包括集中控制器, 所述集中控制器包括: 频谱效率计 算单元, 用于计算所述集中控制器所管理的各基站相应的小区或外扇区频 谱效率; 联合优化单元, 用于调用所述频谱效率计算单元计算所述集中控 制器所管理的各基站相应的小区频谱效率, 对相应小区频谱效率小于第一 阔值的基站, 调用所述基站的垂直扇区化执行单元把小区划分成内扇区和 外扇区并配置所述内扇区和外扇区的相关参数以提高小区的频谱效率, 并 在所述基站相应的外扇区频谱效率小于第二阔值的情况下, 根据和各基站 的交互信息调用所述基站的小区间干扰协调单元启动小区间干扰协调以提
高所述基站相应的外扇区频谱效率, 并重新配置所述内扇区和外扇区的相 关参数以提高所述基站相应的的频谱效率。
本发明实施例采用小区间干扰协调技术, 减少小区间干扰, 以改善小 区边缘频谱效率从而提高小区覆盖。 在此基础上引入垂直扇区化技术以提 高系统带宽的复用, 提高小区频谱效率, 以提高小区容量, 从而同时优化 系统的容量和覆盖性能。 与现有技术相比, 本发明实施例有效的把小区间 干扰协调和垂直扇区化技术结合起来, 克服了现有技术中难以同时达到容 量和覆盖最优的缺点, 更优的实现小区覆盖和容量的自适应优化。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案, 下面将对 实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍, 显而易见地, 下面描述中的附图是本发明的一些实施例, 对于本领域普通技术人员来讲, 在不付出创造性劳动的前提下, 还可以根据这些附图获得其他的附图。
图 1是本发明中小区覆盖和容量的自优化方法一个实施例的流程图。 图 2是本发明中小区覆盖和容量的自优化方法另一个实施例的流程图。 图 3是本发明一个实施例中用于体现基站附近终端密集度距离的终端 分布图。
图 4是本发明一个实施例中小区间干扰协调流程图。
图 5是本发明一个实施例中 ICIC带宽参数调整流程图。
图 6是本发明一个实施例中 ICIC 功率比参数调整流程图。
图 7是本发明一个实施例中 ICIC接收信号参考功率参数调整流程图。 图 8是本发明中小区覆盖和容量的自优化装置一个实施例的结构示意 图。
图 9是本发明中小区覆盖和容量的自优化管理系统一个实施例的结构 示意图。
图 10是本发明中小区覆盖和容量的自优化管理系统另一个实施例的结 构示意图。
图 11是本发明中小区覆盖和容量的自优化管理系统又一个实施例的结 构示意图。 具体实肺式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本发明实施例提供了一种移动通信网络中小区覆盖和容量的自优化方 法, 所述自适应优化方法包括: 计算小区的频谱效率; 如果所述小区的频 谱效率小于第一阔值, 启动小区垂直扇区化处理把所述小区划分为内扇区 和外扇区 , 配置所述内扇区和外扇区的相关参数以提高小区的频谱效率; 计算所述外扇区的频谱效率; 如果所述外扇区的频谱效率小于第二阔值, 启动小区间干扰协调以提高外扇区的频谱效率, 并重新配置所述内扇区和 外扇区的相关参数以提高小区的频谱效率。
请参考附图 1, 图 1为小区覆盖和容量自优化方法一个实施例, 本实施 例的方法包括:
S101 , 计算小区的频谱效率;; c ;
在具体的实施中, 通过自适应的方法, 根据业务和终端的分布情况计 算小区的频谱效率。
如果小区的频谱效率 ^不等于 0且小于第一阔值 η
S103 , 启动小区垂直扇区化处理把小区划分为内扇区和外扇区, 配置 内扇区和外扇区的相关参数以提高小区的频谱效率;
S105 , 计算外扇区的频谱效率 。OT,
在具体的实施中, 外扇区的频谱效率通过统计外扇区用户和业务的分 布, 以及本小区受到的干扰水平计算得到;
s 107, 如果外扇区的频谱效率 。OT不等于 0且小于第二阔值 η 启动小区间干扰协调以提高外扇区的频谱效率, 并重新配置内扇区和 外扇区的相关参数以提高小区的频谱效率。
在具体实施例中, 自优化方法以一定的时间周期, 检测本小区的用户 和业务的分布并计算小区频谱效率, 据此进行垂直扇区化和干扰协调功能 的参数的调整。 在具体的实施中, 采用的时间周期 30分钟。 在本发明的较 优实施方式中, 第一阔值采用 5bps/Hz, 第二阔值采用 0. 8bsp/Hz, 但不限 于该特定取值, 所述第一阔值和第二阔值根据用于评估网络性能的网络参 数确定, 在不同的网络应用中可以有不同取值。
如图 2所示, 本发明还提供了小区容量和覆盖自优化方法的另一个实施 例, 本实施例的方法包括:
S201 , 计算小区的频谱效率;; c ;
在具体的实施中, 通过自适应的方法, 根据业务和终端的分布情况计 算小区的频谱效率。
如果小区频谱效率低于不等于 0且第一阔值 η , 则:
S203 , 启动小区垂直扇区化处理把小区划分为内扇区和外扇区, 配置 内扇区和外扇区的相关参数以提高小区的频谱效率;
如果小区的频谱效率不小于第一阔值, 或频谱效率计算值为零, 返回 S201。
S205 , 再计算外扇区的频谱效率; 7。OT。
如果外扇区的频谱效率 不等于 0且小于第二阔值/ 7^2,
S207 , 启动小区间干扰协调以提高外扇区的频谱效率, 并重新配置内 扇区和外扇区的相关参数以提高小区的频谱效率;
如果外扇区的频谱效率不小于第二阔值, 或频谱效率计算值为零, 返 回 S205。
S101根据小区业务和终端的分布情况计算小区的频谱效率。 具体根据 小区用户的业务速率之和和小区分配的带宽确定频谱效率, 小区频谱效率 的计算方法如公式( 1 )所示:
"一 ( 1 ) 其中, ΝΤ 和 ^分别为在统计周期 T内小区所服务的用户数和所分配 的总带宽, Ri 为用户 i的所有业务的速率, i为用户序号, 取整数。 计算 方法如公式( 2 )所示: =fxg =f xi+證 ( 2 ) 和^^ 分别为小区用户 i的业务质量类别 q业务所获得的速率和所 分配的带宽, '为用户 i的信干噪比。
同理可得外扇区的频谱效率, 计算外扇区频谱效率具体包括: 根据外 扇区用户的业务速率之和和外扇区分配的带宽确定频谱效率。 计算方法如 公式(3 )所示:
Ντ ― 1
^Ίουτ―
WT,。ut Σ i=o ( 3 )
Ντ ' 和 ^,。 "'分别为在统计周期 Τ内小区所服务的用户数和所分配的 总带宽。
小区的频谱效率体现了小区容量的性能, 小区边缘的频谱效率则体现 了覆盖性能。 显而易见, 频谱效率这个性能指标体现了业务负载和干扰的 影响, 最优化小区频谱效率和小区边缘频谱效率体现了容量和覆盖的最优 化。
自优化方法的目的就是在系统 JVC 带宽和功率 Pc—定情况下, 最优化 小区频谱效率 和小区边缘频谱效率 T, 如公式( 4 )所示:
max( wc?c + ^ουτηουτ ) stWc <W,Pc <P ( 4 )
其中, Wc和 W。OT分别为小区频谱效率 "C和小区边缘频谱效率 "OUT的加 权系数。
S103小区垂直扇区化处理通过把小区划分为内扇区和外扇区, 配置内 扇区和外扇区的相关参数, 从而提高小区的频谱效率。
天线下倾角配置根据基站附近终端的密集度距离、 天线高度、 垂直半 功率角以及垂直扇区化启动前的天线下倾角配置所述内扇区和外扇区的天 线下倾角, 基站附近终端的密集度距离表示有较大比例的终端与基站的距 离在基站附近终端的密集度距离内, 如图 3所示, D表示基站附近终端的密 集度距离, 具体实施例中下倾角取值大于 50%。 内扇区天线下倾角的设置取 决于用户终端在小区的分布, 该下倾角对应的区域应尽可能覆盖到基站附 近用户终端的密集区域。 天线下倾角配置过程如下:
先计算小区垂直扇区化启动后内扇区和外扇区天线下倾角的比值, 计 算方法如公式(5 )所示:
其中, 为小区垂直扇区化启动后内扇区和外扇区天线下倾角的比值, D为基站附近终端的密集度距离, H为天线高度, 为垂直半功率角, DT 为小区垂直扇区化功能启动前的天线下倾角;
再根据公式(6 )计算小区垂直扇区化功能启动后内扇区和外扇区的天 线下倾角:
DTirl = DT, DTout = DT ( )
DT-为小区垂直扇区化功能启动后内扇区的天线下倾角, DT°"'为小区垂 直扇区化功能启动后外扇区的天线下倾角。
当靠近基站的终端分布不够密集, D不容易确定时, 可按内扇区覆盖的 范围为原来扇区范围的一半设置参数 D, 计算方法如公式(7 )所示:
其中, 为扇区的半径。
小区垂直扇区化处理根据内扇区和外扇区用户占用的物理资源块之比 和启用垂直扇区化之前的小区功率配置所述内扇区和外扇区的功率。 内扇 区和外扇区的功率配置过程包括:
先根据公式(5 )计算垂直扇区化功能启动后的内扇区和外扇区的功率 之比:
μ =
( 8 )
其中, 为垂直扇区化功能启动后小区内扇区和外扇区的功率之比, 为垂直扇区化功能启动前内扇区用户占用的物理资源块, M。《为垂直扇 区化功能启动前外扇区用户占用的物理资源块;
再根据公式(6 )计算垂直扇区化功能启动后的内扇区功率和的外扇区 功率:
P = P = _
+ 1 , 。"' + 1, ( 9 )
其中, P为小区垂直扇区化功能启动前的小区功率, 为垂直扇区化 功能启动后的内扇区功率, P。 "'为垂直扇区化功能启动后的外扇区功率。
S105小区间干扰协调具体包括: 配置接收信号参考功率值, 根据用户 终端的接收信号大小, 将外扇区以所述接收信号参考功率值(RSRP ) 为边 界进一步划分为中心区和边缘区, 增加本小区边缘区的带宽, 减小邻区的 中心区边缘区功率比, 或者增大邻区的接收信号参考功率。
小区间干扰协调的流程图如图 4所示, 若外扇区的频谱效率小于第二阔 值, 过程包括:
S401 , 计算本小区中心区和边缘区的负载, 计算邻小区中心区和边缘 区的负载;
5402 , 对边缘区负载大于第三阔值的小区, 增加本小区边缘区的带宽;
5403 , 对中心区负载小于第四阔值的邻区, 减小邻区的中心区边缘区 功率比;
5404 , 对边缘区用户业务负载小于第五阔值的邻区, 增大邻区的接收 信号参考功率。
在具体实施例中, 第三阔值取值 0. 6, 第四阔值取值 0. 6, 第五阔值取 值 0. 6, 但不限于该特定取值。 所述第三阔值、 第四阔值和第五阔值根据用 于评估网络性能的网络参数确定, 在不同的网络应用中可以有不同取值。
其中 S402的具体实现过程如图 5所示, 方法包括:
S501 , 增加本小区边缘区带宽一个步长;
计算外扇区频谱效率;
若外扇区频谱效率大于第二阔值,
S502,保存本小区边缘区带宽;
若外扇区频谱效率小于第二阔值, 返回 S501。
在具体实施例中, 所述步长取值 0. 1。
如果小区外扇区的边缘区用户增多, 对邻区的干扰变大, 增加本小区 边缘区所使用的带宽, 可以提高边缘区吞吐量, 同时减少对邻区的干扰。
其中 S403的具体实现过程如图 6所示, 方法包括:
5601 , 减少邻区的中心区边缘区功率比一个步长;
计算外扇区频谱效率;
若外扇区频谱效率大于第二阔值,
5602,保存邻区的中心区边缘区功率比;
若外扇区频谱效率小于第二阔值, 返回 S601。
在具体实施例中, 所述步长取值 0. 1。
对于中心区负载不大的邻区, 减少邻区的 ICIC中心区边缘区功率比, 可以减少来自邻区的干扰(邻区的中心区的同频干扰) , 提高本小区的信 干比, 从而提高外扇区即小区边缘的频谱效率。
其中 S404的具体实现过程如图 7所示, 方法包括:
S701 , 增加邻区的接收信号参考功率一个步长;
计算外扇区频谱效率;
若外扇区频谱效率大于第二阔值,
S702,保存邻区的接收信号参考功率;
若外扇区频谱效率小于第二阔值, 返回 S701。
在具体实施例中, 所述步长取值 ldB。
增大邻区的 ICIC RSRP, 会导致邻区的频谱效率下降。 但在邻区边缘区 用户业务负载不重时, 这种影响基本可忽略。 此方法能够使邻区更多的用 户使用边缘区的带宽, 减少来自邻区的干扰(邻区中心区的同频干扰) 。
在 ICIC参数调整时, 对本小区中心边缘区带宽比的调整, 对邻区 ICIC RSRP的调整, 对中心区边缘区功率比的调整, 可以单独进行, 也可以两两 组合进行, 或者三组同时调整。
根据香农定理, 增加带宽或改善信噪比能够达到提高系统容量的效果。 然而在实际系统中, 系统带宽和信噪比不能无限增大, 在其一定的情况下, 可通过带宽复用和减少干扰实现容量的提高。 垂直扇区化和小区间干扰协 调就是通过带宽复用和减少干扰实现容量的提高。
小区间干扰协调能够提高外扇区的频谱效率, 为了保证启动 ICIC时不 影响整个小区的频谱效率, 需要在启动 ICIC时同时启动垂直扇区化功能。 垂直扇区化功能根据基站附近终端的密集度距离的变化重新配置天线下倾 角; 同时, 根据内外扇区所覆盖区域的业务比例, 重新配置内外扇区的功 率。
在外扇区的频谱效率小于第二阔值时, 说明干扰严重。 该干扰来自于 内扇区和邻区, 启动小区间干扰协调以提高外扇区的频谱效率。 小区频谱 效率的下降, 往往是由增加的小区负载和干扰而导致的。 特别是当大量用 户处在小区边缘时, 不但小区频谱效率下降, 小区的边缘频谱效率也下降。 此时小区自优化装置同时启动垂直扇区化和小区间干扰协调功能, 即干扰 协调功能不能单独使用, 而只能与垂直扇区化功能一起使用。 如果大量用 户只分布在小区中心, 小区自优化装置只使用垂直扇区化功能, 即垂直扇 区化功能能够单独使用。
因为外扇区的功率对干扰协调功能模块的性能影响很大, 在上述步骤 之后还包括: 进一步降低内外扇区的功率比, 以提高外扇区的功率。 根据 公式(10 ) 、 ( 11 )计算:
μ = ωμ = ωξ, ω < \ ? (如 ψ=5/6 ) ( 10 )
本发明提供了小区容量和覆盖的自优化装置的一个实施例, 如图 8所 示, 装置包括: 801垂直扇区化执行单元, 用于启动垂直扇区化处理把小区 划分成内扇区和外扇区并配置所述内扇区和外扇区的相关参数以提高小区 的频谱效率; 803频谱效率计算单元, 用于计算小区或外扇区的频谱效率; 805小区间干扰协调单元, 用于启动小区间干扰协调以提高外扇区频谱效 率; 807联合优化单元, 用于调用频谱效率计算单元计算小区的频谱效率, 在小区的频谱效率小于第一阔值的情况下, 调用垂直扇区化执行单元把小 区划分成内扇区和外扇区并配置内扇区和外扇区的相关参数以提高小区的 频谱效率, 并在外扇区的频谱效率小于第二阔值的情况下, 调用小区间干 扰协调单元以启动小区间干扰协调以提高外扇区频谱效率, 并重新配置内 扇区和外扇区的相关参数以提高小区的频谱效率。
频谱效率计算单元用于根据小区用户的业务速率之和和小区分配的带 宽计算频谱效率, 具体用于根据公式(12 )计算频谱效率:
( 12 ) ,
其中, c为频谱效率, Ντ 为在统计周期 Τ内小区服务的用户数, WT为 在统计周期 T内小区分配的总带宽, 为用户 i的所有业务的速率, i为用户 序号, 取整数。
频谱效率计算单元还用于根据外扇区用户的业务速率之和和外扇区分 配的带宽计算外扇区频谱效率。
垂直扇区化执行单元用于根据内扇区和外扇区用户占用的物理资源块 之比和启用垂直扇区化之前的小区功率配置所述内扇区和外扇区的功率。 具体用于:
垂直扇区化执行单元用于根据基站附近终端的密集度距离、 天线高度、 垂直半功率角以及垂直扇区化启动前的天线下倾角配置所述内扇区和外扇 区的天线下倾角, 所述基站附近终端的密集度距离表示有较大比例的终端 与基站的距离在基站附近终端的密集度距离内, 所述较大比例大于 50%。 具 体用于:
先用于根据公式(13 )计算垂直扇区化启动后小区内扇区和外扇区天 线下倾角的比值:
λ arcta (^^) + ^/^ 1 DT
( 13 )
其中, A为小区内扇区和外扇区天线下倾角的比值, D为基站附近终端 的密集度距离, 为天线高度, 为垂直半功率角, 为小区垂直扇区 化功能启动前的天线下倾角;
再用于根据公式(14 )计算小区垂直扇区化功能启动后内扇区和外扇 区的天线下倾角:
DTin=lDT,DTout =DT (14) 其中, 为小区垂直扇区化功能启动后内扇区的天线下倾角, 小区垂直扇区化功能启动后外扇区的天线下倾角。
先用于根据公式(15 )计算垂直扇区化功能启动后的内扇区和外扇区 的功率之比: (15)
其中, 为垂直扇区化功能启动后小区内扇区和外扇区的功率之比, 为垂直扇区化功能启动前内扇区用户占用的物理资源块, Μ。《为垂直扇 区化功能启动前外扇区用户占用的物理资源块;
再用于根据公式(16)计算垂直扇区化功能启动后的内扇区功率和的 外扇区功率:
ρ ρ =_
'" + ^ 。"' ju + l ( 16)
其中, P为小区垂直扇区化功能启动前的小区功率, 为垂直扇区化 功能启动后的内扇区功率, p。 "'为垂直扇区化功能启动后的外扇区功率。
小区间干扰协调单元用于配置接收信号参考功率值, 根据用户终端的 接收信号大小, 将外扇区以所述接收信号参考功率为边界进一步划分为中 心区和边缘区, 增加本小区边缘区的带宽, 减小邻区的中心区边缘区功率 比, 或者增大邻区的接收信号参考功率。 具体用于:
对边缘区负载大于第三阔值的小区, 增加本小区边缘区的带宽。
对中心区负载小于第四阔值的邻区, 减小邻区的中心区边缘区功率比。 对边缘区用户业务负载小于第五阔值的邻区, 增大邻区的接收信号参 考功率。
小区间干扰协调单元还用于, 降低内外扇区的功率比, 提高外扇区的 功率。
本发明提出了一种具有小区容量和覆盖自优化功能的管理系统的一个 实施例, 如图 9所示。 所述管理系统包括至少一个基站, 如 901所示。 所述 基站包括: 频谱效率计算单元, 用于计算和基站相应小区的频谱效率; 垂 直扇区化执行单元, 用于启动垂直扇区化处理把和基站相应的小区划分成 内扇区和外扇区并配置所述内扇区和外扇区的相关参数以提高和基站相应 小区的的频谱效率; 所述频谱效率计算单元还用于计算外扇区的频谱效率; 小区间干扰协调单元, 用于启动和基站相应小区的小区间干扰协调以提高 外扇区频谱效率; 联合优化单元, 用于调用所述频谱效率计算单元计算和 基站相应小区的频谱效率, 在所述和基站相应小区的频谱效率小于第一阔 值的情况下, 调用所述垂直扇区化执行单元把和基站相应的小区划分成内 扇区和外扇区并配置所述内扇区和外扇区的相关参数以提高和基站相应小 区的的频谱效率, 并在所述外扇区的频谱效率小于第二阔值的情况下, 根 据和其它相邻基站的交互信息调用所述基站的小区间干扰协调单元以启动 小区间干扰协调以提高外扇区频谱效率, 并重新配置所述内扇区和外扇区 的相关参数以提高和基站相应小区的的频谱效率。
本发明提出了一种具有小区容量和覆盖自优化功能的管理系统的另一 个实施例, 如图 10所示。 所述管理系统包括至少一个基站, 如 1003所示。 所述基站包括: 频谱效率计算单元, 用于计算和基站相应小区的频谱效率; 垂直扇区化执行单元, 用于启动垂直扇区化处理把和基站相应的小区划分 成内扇区和外扇区并配置所述内扇区和外扇区的相关参数以提高和基站相 应小区的频谱效率; 所述频谱效率计算单元还用于计算外扇区频谱效率; 小区间干扰协调单元, 用于启动小区间干扰协调以提高外扇区频谱效率; 所述管理系统还包括集中控制器, 所述集中控制器可以由联合优化单元实 现, 如 1001所示。 所述集中控制器用于调用集中控制器所控制的各基站的 频谱效率计算单元计算所述各基站相应的小区频谱效率, 对相应小区频谱 效率小于第一阔值的基站, 调用所述基站的垂直扇区化执行单元把所述基
站相应的小区划分成内扇区和外扇区并配置所述内扇区和外扇区的相关参 数以提高所述基站相应的小区频谱效率, 并在外扇区频谱效率小于第二阔 值的情况下, 根据和集中控制器所控制的各基站的交互信息调用所述基站 的小区间干扰协调单元以启动小区间干扰协调以提高外扇区频谱效率, 并 重新配置所述内扇区和外扇区的相关参数以提高所述基站相应的小区频谱 效率。
本发明还提供了一种具有小区容量和覆盖自优化功能的管理系统有一 个实施例, 如附图 11所示。 所述管理系统包括至少一个基站, 如 1103所 示。 所述基站包括: 垂直扇区化执行单元, 用于启动垂直扇区化处理把和 基站相应的小区划分成内扇区和外扇区并配置所述内扇区和外扇区的相关 参数以提高和基站相应小区的的频谱效率; 小区间干扰协调单元, 用于启 动小区间干扰协调以提高外扇区频谱效率; 所述管理系统还包括集中控制 器, 如 1101所示。 所述集中控制器包括: 频谱效率计算单元, 用于计算所 述集中控制器所管理的各基站相应的小区或外扇区频谱效率; 联合优化单 元, 用于调用所述频谱效率计算单元计算所述集中控制器所管理的各基站 相应的小区频谱效率, 对相应小区频谱效率小于第一阔值的基站, 调用所 述基站的垂直扇区化执行单元把小区划分成内扇区和外扇区并配置所述内 扇区和外扇区的相关参数以提高小区的频谱效率, 并在所述基站相应的外 扇区频谱效率小于第二阔值的情况下, 根据和各基站的交互信息调用所述 基站的小区间干扰协调单元启动小区间干扰协调以提高所述基站相应的外 扇区频谱效率, 并重新配置所述内扇区和外扇区的相关参数以提高所述基 站相应的的频普效率。
Claims (1)
- 权利要求1、一种移动通信网络中小区覆盖和容量的自优化方法,其特征在于, 包括: 计算小区的频谱效率;如果所述小区的频谱效率小于第一阔值, 启动小区垂直扇区化处理把 所述小区划分为内扇区和外扇区 , 配置所述内扇区和外扇区的相关参数以 提高小区的频谱效率;计算所述外扇区的频谱效率;如果所述外扇区的频谱效率小于第二阔值, 启动小区间干扰协调以提 高外扇区的频谱效率, 并重新配置所述内扇区和外扇区的相关参数以提高 小区的频普效率。2、 根据权利要求 1的方法, 其特征在于, 所述的计算小区频谱效率具体包 括: 根据小区用户的业务速率之和和小区分配的带宽确定频谱效率; 所述 的计算外扇区频谱效率具体包括: 根据外扇区用户的业务速率之和和外扇 区分配的带宽确定频谱效率。3、 根据权利要求 2的方法, 其特征在于, 所述根据小区用户的业务速率之 和和小区分配的带宽确定频谱效率具体包括, 根据以下公式计算频谱效率:其中, 为频谱效率, Ντ 为在统计周期 Τ内小区服务的用户数, wr 为在统计周期 T内小区分配的总带宽, 为小区用户 i所有业务的速率, i 为用户序号, 取整数。4、 根据权利要求 1的方法, 其特征在于, 所述配置所述内扇区和外扇区的 相关参数以提高小区的频谱效率具体包括: 根据基站附近终端的密集度距 离、 天线高度、 垂直半功率角以及垂直扇区化启动前的天线下倾角配置所 述内扇区和外扇区的天线下倾角, 所述基站附近终端的密集度距离表示有 较大比例的终端与基站的距离在基站附近终端的密集度距离内, 所述较大 比例大于 50%。5、 根据权利要求 4的方法, 其特征在于, 所述根据基站附近终端的密集度 距离、 天线高度、 垂直半功率角以及垂直扇区化启动前的天线下倾角配置 所述内扇区和外扇区的天线下倾角具体包括:先计算小区垂直扇区化启动后内扇区和外扇区天线下倾角的比值, 计 算公式如下: 4arctan(%) + ^]/ ^, 其中, 为小区垂直扇区化启动后内扇区和外扇区天线下倾角的比值, D为基站附近终端的密集度距离, H为天线高度, 为垂直半功率角, ^ 为小区垂直扇区化功能启动前的天线下倾角;再根据如下公式计算小区垂直扇区化功能启动后内扇区和外扇区的天 线下倾角:DTirl = T,DT。ut = DT ,DT'"为小区垂直扇区化功能启动后内扇区的天线下倾角, 。 为小区垂 直扇区化功能启动后外扇区的天线下倾角。6、 根据权利要求 1的方法, 其特征在于, 所述配置所述内扇区和外扇区的 相关参数以提高小区的频谱效率具体包括: 根据内扇区和外扇区用户占用 的物理资源块之比和启用垂直扇区化之前的小区功率配置所述内扇区和外 扇区的功率。7、 根据权利要求 6的方法, 其特征在于, 所述根据内扇区和外扇区用户占 用的物理资源块之比和启用垂直扇区化之前的小区功率配置所述内外扇区 的功率具体包括:先根据如下公式计算垂直扇区化功能启动后的内扇区和外扇区的功率 之比:其中, 为垂直扇区化功能启动后小区内扇区和外扇区的功率之比, M»为垂直扇区化功能启动前内扇区用户占用的物理资源块, Λ ^'为垂直扇 区化功能启动前外扇区用户占用的物理资源块;再根据如下公式计算垂直扇区化功能启动后的内扇区功率和的外扇区 功率:其中, Ρ为小区垂直扇区化功能启动前的小区功率, 为垂直扇区化 功能启动后的内扇区功率, Ρ。 "'为垂直扇区化功能启动后的外扇区功率。8、 根据权利要求 1的方法, 其特征在于, 所述启动小区间干扰协调具体包 括, 配置接收信号参考功率值, 根据用户终端的接收信号大小, 将外扇区 以所述接收信号参考功率值为边界进一步划分为中心区和边缘区, 增加本 小区边缘区的带宽, 减小邻区的中心区边缘区功率比, 或者增大邻区的接 收信号参考功率。9、 根据权利要求 8的方法, 其特征在于, 所述增加本小区边缘区的带宽具 体包括: 对边缘区负载大于第三阔值的小区, 增加本小区边缘区的带宽。10、 根据权利要求 8 的方法, 其特征在于, 所述减小邻区的中心区边缘区 功率比具体包括: 对中心区负载小于第四阔值的邻区, 减小邻区的中心区 边缘区功率比。11、 根据权利要求 8 的方法, 其特征在于, 所述增大邻区的接收信号参考 功率包括: 对边缘区用户业务负载小于第五阔值的邻区, 增大邻区的接收 信号参考功率。12、 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 所述如果所述外扇区的频 谱效率小于第二阔值, 启动小区间干扰协调以提高外扇区的频谱效率, 并 重新配置所述内扇区和外扇区的相关参数以提高小区的频谱效率之后还包 括: 降低内扇区和外扇区的功率比, 提高外扇区的功率。13、 一种小区容量和覆盖的自优化装置, 其特征在于, 所述装置包括: 频 谱效率计算单元, 用于计算小区频谱效率; 垂直扇区化执行单元, 用于启 动垂直扇区化处理 ·ί巴小区划分成内扇区和外扇区并配置所述内扇区和外扇 区的相关参数以提高小区的频谱效率; 所述频谱效率计算单元还用于计算 外扇区的频谱效率; 所述装置还包括, 小区间干扰协调单元, 用于启动小 区间干扰协调以提高外扇区频谱效率; 联合优化单元, 用于调用所述频谱 效率计算单元计算小区的频谱效率, 在所述小区的频谱效率小于第一阔值 的情况下, 调用所述垂直扇区化执行单元把小区划分成内扇区和外扇区并 配置所述内扇区和外扇区的相关参数以提高小区的频谱效率, 并在所述外 扇区的频谱效率小于第二阔值的情况下, 调用所述小区间干扰协调单元以 启动小区间干扰协调以提高外扇区频谱效率, 并重新配置所述内扇区和外 扇区的相关参数以提高小区的频谱效率。14、 根据权利要求 13的装置, 其特征在于, 所述频谱效率计算单元用于根 据小区用户的业务速率之和和小区分配的带宽计算小区频谱效率。15、 根据权利要求 14的装置, 其特征在于, 所述频谱效率计算单元用于根 据用户的业务速率之和和小区分配的带宽计算频谱效率, 具体用于根据如 下公式:其中, ^为频谱效率, Ντ 为在统计周期 Τ内小区服务的用户数, Wr 为在统计周期 T 内小区分配的总带宽, Ri 为用户 i的所有业务的速率, i 为用户序号, 取整数。16、 根据权利要求 13的装置, 其特征在于, 所述的垂直扇区化执行单元用 于根据基站附近终端的密集度距离、 天线高度、 垂直半功率角以及垂直扇 区化启动前的天线下倾角配置所述内扇区和外扇区的天线下倾角, 所述基 站附近终端的密集度距离表示有较大比例的终端与基站的距离在基站附近 终端的密集度距离内, 所述较大比例大于 50%。 17、 根据权利要求 16的装置, 其特征在于, 所述垂直扇区化执行单元具体 用于:先用于根据如下公式计算垂直扇区化启动后小区内扇区和外扇区天线 下倾角的比值:arctan(¾j) + ^ 1 DT 其中, 为小区内扇区和外扇区天线下倾角的比值, D为基站附近终 端的密集度距离, 为天线高度, 为垂直半功率角, 为小区垂直扇 区化功能启动前的天线下倾角;再用于根据如下公式计算小区垂直扇区化功能启动后内扇区和外扇区 的天线下倾角:ΌΤίη = λΌΤ, ΌΤοΜ = ΌΤ ^ 其中, 为小区垂直扇区化功能启动后内扇区的天线下倾角, DT° "'为 小区垂直扇区化功能启动后外扇区的天线下倾角。18、 根据权利要求 13的装置, 其特征在于, 所述垂直扇区化执行单元具体 用于根据内扇区和外扇区用户占用的物理资源块之比和启用垂直扇区化之 前的小区功率配置所述内扇区和外扇区的功率。19、 根据权利要求 18的装置, 其特征在于, 所述垂直扇区化执行单元具体 用于:先用于根据如下公式计算垂直扇区化功能启动后的内扇区和外扇区的 功率之比:其中, 为垂直扇区化功能启动后小区内扇区和外扇区的功率之比, 为垂直扇区化功能启动前内扇区用户占用的物理资源块, M。《为垂直扇 区化功能启动前外扇区用户占用的物理资源块;再用于根据如下公式计算垂直扇区化功能启动后的内扇区功率和的外 扇区功率:其中, P为小区垂直扇区化功能启动前的小区功率, 为垂直扇区化 功能启动后的内扇区功率, P。 "'为垂直扇区化功能启动后的外扇区功率。20、 根据权利要求 14的装置, 其特征在于, 所述小区间干扰协调单元具体 用于配置接收信号参考功率值, 根据用户终端的接收信号大小, 将外扇区 以所述接收信号参考功率为边界进一步划分为中心区和边缘区, 增加本小 区边缘区的带宽, 减小邻区的中心区边缘区功率比, 或者增大邻区的接收 信号参考功率。21、 根据权利要求 20的装置, 其特征在于, 所述的小区间干扰协调单元具 体用于: 对边缘区负载大于第三阔值的小区, 增加本小区边缘区的带宽。22、 根据权利要求 20的装置, 其特征还在于, 所述的小区间干扰协调单元 具体用于: 对中心区负载小于第四阔值的邻区, 减小邻区的中心区边缘区 功率比。23、 根据权利要求 20的装置, 其特征还在于, 所述的小区间干扰协调单元 具体用于: 对边缘区用户业务负载小于第五阔值的邻区, 增大邻区的接收 信号参考功率。24、 根据权利要求 13所述的装置, 其特征在于, 所述小区间干扰协调单元 还用于, 降低内外扇区的功率比, 提高外扇区的功率。25、 一种具有小区容量和覆盖自优化功能的管理系统, 所述管理系统包括 至少一个基站, 所述基站包括: 频谱效率计算单元, 用于计算和基站相应 小区的频谱效率; 垂直扇区化执行单元, 用于启动垂直扇区化处理把和基 站相应的小区划分成内扇区和外扇区并配置所述内扇区和外扇区的相关参 数以提高和基站相应小区的频谱效率; 所述频谱效率计算单元还用于计算 外扇区频谱效率; 小区间干扰协调单元, 用于启动小区间干扰协调以提高 外扇区频谱效率; 所述管理系统还包括集中控制器, 所述集中控制器用于 调用集中控制器所控制的各基站的频谱效率计算单元计算所述各基站相应 的小区频谱效率, 对相应小区频谱效率小于第一阔值的基站, 调用所述基 站的垂直扇区化执行单元把所述基站相应的小区划分成内扇区和外扇区并 配置所述内扇区和外扇区的相关参数以提高所述基站相应的小区频谱效 率, 并在外扇区频谱效率小于第二阔值的情况下, 根据和集中控制器所控 制的各基站的交互信息调用所述基站的小区间干扰协调单元以启动小区间 干扰协调以提高外扇区频谱效率, 并重新配置所述内扇区和外扇区的相关 参数以提高所述基站相应的小区频谱效率。26、 一种具有小区容量和覆盖自优化功能的管理系统, 所述管理系统包括 至少一个基站, 所述基站包括: 频谱效率计算单元, 用于计算和基站相应 小区的频谱效率; 垂直扇区化执行单元, 用于启动垂直扇区化处理把和基 站相应的小区划分成内扇区和外扇区并配置所述内扇区和外扇区的相关参 数以提高和基站相应小区的的频谱效率; 所述频谱效率计算单元还用于计 算外扇区的频谱效率; 小区间干扰协调单元, 用于启动和基站相应小区的 小区间干扰协调以提高外扇区频谱效率; 联合优化单元, 用于调用所述频 谱效率计算单元计算和基站相应小区的频谱效率, 在所述和基站相应小区 的频谱效率小于第一阔值的情况下, 调用所述垂直扇区化执行单元把和基 站相应的小区划分成内扇区和外扇区并配置所述内扇区和外扇区的相关参 数以提高和基站相应小区的的频谱效率, 并在所述外扇区的频谱效率小于 第二阔值的情况下, 根据和其它相邻基站的交互信息调用所述基站的小区 间干扰协调单元以启动小区间干扰协调以提高外扇区频谱效率, 并重新配 置所述内扇区和外扇区的相关参数以提高的频谱效率。27、 一种具有小区容量和覆盖自优化功能的管理系统, 所述管理系统包括 至少一个基站, 所述基站包括: 垂直扇区化执行单元, 用于启动垂直扇区 化处理 ·ί巴和基站相应的小区划分成内扇区和外扇区并配置所述内扇区和外 扇区的相关参数以提高和基站相应小区的的频谱效率; 小区间干扰协调单 元, 用于启动小区间干扰协调以提高外扇区频谱效率; 所述管理系统还包 括集中控制器, 所述集中控制器包括: 频谱效率计算单元, 用于计算所述 集中控制器所管理的各基站相应的小区或外扇区频谱效率; 联合优化单元, 用于调用所述频谱效率计算单元计算所述集中控制器所管理的各基站相应 的小区频谱效率, 对相应小区频谱效率小于第一阔值的基站, 调用所述基 站的垂直扇区化执行单元把小区划分成内扇区和外扇区并配置所述内扇区 和外扇区的相关参数以提高小区的频谱效率, 并在所述基站相应的外扇区 频谱效率小于第二阔值的情况下, 根据和各基站的交互信息调用所述基站 的小区间干扰协调单元启动小区间干扰协调以提高所述基站相应的外扇区 频谱效率, 并重新配置所述内扇区和外扇区的相关参数以提高所述基站相 应的的频"普效率。
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