CN104168048A - 多天线调节的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多天线调节的方法及装置，涉及无线通信技术领域，用于解决在室内公共场所的使用场景下，调节的设备成本高的问题。所述方法包括：从初始化方向图集合中选取第一方向图，对第一方向图进行调整，得到第二方向图；获取第二方向图对应的第二网络容量，判断第二网络容量是否大于等于第一网络容量，如果大于等于，则将第一网络容量替换为第二网络容量，将初始化方向图集合中的第一方向图替换为第二方向图；如果小于，则根据预设比例将第一网络容量替换为第二网络容量，将初始化方向图集合中的第一方向图替换为第二方向图，根据预设方向图集合分别调整各飞蜂窝基站。所示方法主要应用于飞蜂窝网络的使用过程中。

Description

多天线调节的方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种多天线调节的方法及装置。

背景技术

随着无线通信技术的不断发展，日益增长的移动应用和用户越来越高的传输速率需求成为移动通信的主要发展方向。据统计，到2013年至少有50％的话音呼叫和70％的数据业务由室内发起。基于此，现有技术提供了一种飞蜂窝(femtocell)技术，飞蜂窝技术用于在室内提供增强的移动语音和数据业务。飞蜂窝技术不仅可以应用在家庭网络，还可应用在如大型企业、学校或商场等室内公共场所。由于一个飞蜂窝基站的覆盖范围有限，通过一个飞蜂窝基站无法完成对室内公共场所全部区域的覆盖，因此在室内公共场所的使用场景下使用多个飞蜂窝基站共同完成无线网络的覆盖。

在通过多个飞蜂窝基站共同完成室内公共场所的网络覆盖时，飞蜂窝基站之间存在信号干扰问题。现有技术中通过分别调节各飞蜂窝基站的发射功率，实现调整各飞蜂窝基站的覆盖强度，进而减轻各飞蜂窝基站之间的信号干扰。

在实现上述多天线调节的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：由于在室内公共场所的使用场景下，各飞蜂窝基站之间的距离较近，因此在进行功率调节时需要飞蜂窝基站具有较高的调节精度，导致调节的设备成本高。

发明内容

本发明的实施例提供一种多天线调节的方法及装置，能够解决在室内公共场所的使用场景下，调节的设备成本高的问题。

一方面，本发明提供了一种多天线调节的方法，所述方法应用于飞蜂窝网络管理器，所述飞蜂窝网络管理器位于飞蜂窝网络中，所述飞蜂窝网络还包括至少一个用户设备和多个飞蜂窝基站，所述方法包括：

S1、从初始化方向图集合中选取第一方向图，所述初始化方向图集合由所述飞蜂窝网络中全部基站的方向图组成；

S2、对所述第一方向图进行调整，得到第二方向图；

S3、获取所述第二方向图对应的第二网络容量，所述第二网络容量为根据所述第二方向图进行调整后所述飞蜂窝网络中能够容纳的用户设备的数量；

S4、判断所述第二网络容量是否大于等于所述第一网络容量，若是则执行S5，否则执行S6，所述第一网络容量为使用所述第一方向图时所述飞蜂窝网络中能够容纳的用户设备的数量；

S5、将所述第一网络容量替换为所述第二网络容量，将所述初始化方向图集合中的所述第一方向图替换为所述第二方向图，执行S7；

S6、根据预设比例将所述第一网络容量替换为所述第二网络容量，将所述初始化方向图集合中的所述第一方向图替换为所述第二方向图，执行S7；

S7、如果所述第二网络容量大于预设网络容量，则将所述预设网络容量替换为所述第二网络容量，根据所述第二方向图更新预设方向图集合，所述预设网络容量用于表示最大网络容量，所述预设方向图集合用于表示最优方向图集合；

S8、根据预设循环次数循环执行S1至S7，当循环次数大于所述预设循环次数时，根据所述预设方向图集合分别调整各飞蜂窝基站。

另一方面，本发明还提供了一种多天线调节的装置，所述装置位于飞蜂窝网络管理器中，所述飞蜂窝网络管理器位于飞蜂窝网络中，所述飞蜂窝网络还包括至少一个用户设备和多个飞蜂窝基站，所述装置包括：

选取单元，用于从初始化方向图集合中选取第一方向图，所述初始化方向图集合由所述飞蜂窝网络中全部基站的方向图组成；

调整单元，用于对所述选取单元选取的所述第一方向图进行调整，得到第二方向图；

获取单元，用于获取所述调整单元调整的所述第二方向图对应的第二网络容量，所述第二网络容量为根据所述第二方向图进行调整后所述飞蜂窝网络中能够容纳的用户设备的数量；

判断单元，用于判断所述获取单元获取的所述第二网络容量是否大于等于所述第一网络容量，所述第一网络容量为使用所述第一方向图时所述飞蜂窝网络中能够容纳的用户设备的数量；

第一替换单元，用于当所述判断单元得到所述第二网络容量大于等于所述第一网络容量时，将所述第一网络容量替换为所述第二网络容量，将所述初始化方向图集合中的所述第一方向图替换为所述第二方向图；

第二替换单元，用于当所述判断单元得到所述第二网络容量小于所述第一网络容量时，根据预设比例将所述第一网络容量替换为所述第二网络容量，将所述初始化方向图集合中的所述第一方向图替换为所述第二方向图；

更新单元，用于当所述第二网络容量大于预设网络容量时，将所述预设网络容量替换为所述第二网络容量，根据所述第二方向图更新预设方向图集合，所述预设网络容量用于表示最大网络容量，所述预设方向图集合用于表示最优方向图集合；

循环控制单元，用于根据预设循环次数循环执行上述单元；

调节单元，用于当所述循环次数大于所述预设循环次数时，根据所述预设方向图集合分别调整各飞蜂窝基站。

本发明提供的多天线调节的方法及装置，能够分别对各个飞蜂窝基站的方向图进行调整；若调整后的网络容量大于等于预设网络容量(预置的最大网络容量)则将预设网络容量替换为调整后的网络容量并将调整的方向图更新到预设方向图集合中；根据预设循环次数进行循环后，根据预设方向图集合调节各飞蜂窝基站的天线振子。现有技术中分别调节各飞蜂窝基站的发射功率，由于各飞蜂窝基站之间的距离较近，导致在进行功率调节时需要飞蜂窝基站具有较高的调节精度。本发明中，分别对飞蜂窝基站的方向图进行调整，根据调整结果(调节后对应的网络容量)确定调整后的网络容量是否大于预设网络容量，如果大于则将预设网络容量替换为调整后的网络容量并将调整的方向图更新到预设方向图集合中，实现通过方向图对各飞蜂窝基站的覆盖强度和覆盖范围进行调节，降低各飞蜂窝基站之间的干扰。由于预设方向图集合中具有全部飞蜂窝基站的方向图，因此根据预设方向图集合进行调节时能够同时调节各飞蜂窝基站的方向角，提高调节效率。同时，飞蜂窝基站使用现有的调节方式即可根据方向图完成对天线振子的调节，无需增加新的硬件设备，降低调节时所需的设备成本。因为根据预设循环次数进行处理得到的预设方向图集合用于表示最优的方向图集合，所以与根据功率进行调节相比，各飞蜂窝基站根据预设方向图集合进行调节能够容纳更多的用户设备。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例中飞蜂窝网络的系统架构图；

图2为本发明实施例中第一个多天线调节的方法的流程图；

图3为本发明实施例中一个使用场景下的方向图示意图；

图4为本发明实施例中第二个多天线调节的方法的流程图；

图5为本发明实施例中第三个多天线调节的方法的流程图；

图6为本发明实施例中第四个多天线调节的方法的流程图；

图7为本发明实施例中第五个多天线调节的方法的流程图；

图8为本发明实施例中第六个多天线调节的方法的流程图；

图9为本发明实施例中一个多天线调节的装置的结构示意图；

图10为本发明实施例中另一个多天线调节的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种多天线调节的方法，所述方法应用于飞蜂窝网络管理器，所述飞蜂窝网络管理器位于飞蜂窝网络中，所述飞蜂窝网络如图1所示，包括至少一个用户设备和多个飞蜂窝基站，如图2所示，所述方法包括：

S1、从初始化方向图集合中选取第一方向图。

所述初始化方向图集合由所述飞蜂窝网络中全部基站的方向图组成。在初始化方向图集合中随机选择一个方向图，作为第一方向图，第一方向图用于表示飞蜂窝基站(如飞蜂窝基站A)处于工作状态的多个天线振子在各个角度上的相对增益，每个天线振子具有独立开关，通过控制天线振子的开关，能够得到不同的天线阵子组合。例如，飞蜂窝基站A的方向图如图3所示，飞蜂窝基站A当前的天线阵子组合其中包括四个闭合曲线，每个闭合曲线对应一个天线振子，圆周外边表示角度值，圆心表示最小相对增益0，圆的外边表示最大相对增益1.5。

S2、对第一方向图进行调整，得到第二方向图。

具体的，对通过开启不同天线振子的开关，得到不同的处于工作状态的天线阵子组合，进而得到不同的方向图。在记性调整时，每次开启和关闭的天线振子的数量是随机的。例如：第一方向图对应的天线振子组合为{天线振子a、天线振子b、天线振子c、天线振子d}，关闭天线振子a和天线振子b，并启动天线振子e和振子f，得到与{天线振子c、天线振子d、天线振子e、天线振子f}对应的第二方向图。

S3、获取第二方向图对应的第二网络容量。

所述第二网络容量为根据所述第二方向图进行调整后所述飞蜂窝网络中能够容纳的用户设备的数量。

飞蜂窝网络管理器将第二方向图发送到对应的飞蜂窝基站A，然后通知各用户设备重新获取信噪比并将新获取的信噪比发送到飞蜂窝网络管理器，飞蜂窝网络管理器根据接收到的信噪比计算第二网络容量。

S4、判断第二网络容量是否大于等于第一网络容量，若是则执行S5，否则执行S6。

所述第一网络容量为使用所述第一方向图时所述飞蜂窝网络中能够容纳的用户设备的数量。第一网络容量的计算方式可按照第二网络容量的计算方式。为了方便计算，在获取第一方向图之后，按照上述第二网络容量的获取方法得到第一方向图对应的第一网络容量。

S5、将第一网络容量替换为第二网络容量，将初始化方向图集合中的第一方向图替换为第二方向图，执行S7。

S6、根据预设比例将第一网络容量替换为第二网络容量，将初始化方向图集合中的第一方向图替换为第二方向图，执行S7。

发明人在实践中发现：飞蜂窝基站A的方向图由方向图a调整为方向图a＇后，飞蜂窝网络容量由C1下降到C2。同时，由于方向图是天线振子的组合，因此存在基站A在方向图a基础上进行调整x后得到的方向图ax1对应的网络容量Cax1小于基站A在方向图a＇基础上进行调整x后得到的方向图a＇x1对应的网络容量Ca＇x1。考虑到这种情况不是普遍存在的，因此当第二网络容量不大于第一网络容量时，根据预设比例将第一网络容量替换为第二网络容量。

例如：第一方向图对应的天线阵子组合为{a、b、c}，第二方向图对应的天线阵子组合为{a、b、d}。此时第一网络容量大于第二网络容量。若对第一方向图和第二方向图均进行关闭天线振子b并启动天线阵子e的操作，且天线阵子组合{a、c、e}对应的网络容量大于天线振子组合{a、d、e}对应的网络容量，则将第一方向图替换为第二方向图则为正确的替换。但是这种情况并不是普遍存在的，因此按照一定的比例(预设比例)将第一方向图替换为第二方向图。

S7、如果第二网络容量大于预设网络容量，则将预设网络容量替换为第二网络容量，根据第二方向图更新预设方向图集合。

所述预设网络容量用于表示最大网络容量，所述预设方向图集合用于表示最优方向图集合。

S8、根据预设循环次数循环执行S1至S7，当循环次数大于预设循环次数时，根据预设方向图集合分别调整各飞蜂窝基站。

本发明实施例提供的多天线调节的方法，能够分别对各个飞蜂窝基站的方向图进行调整；若调整后的网络容量大于等于预设网络容量(预置的最大网络容量)则将预设网络容量替换为调整后的网络容量并将调整的方向图更新到预设方向图集合中；根据预设循环次数进行循环后，根据预设方向图集合调节各飞蜂窝基站的天线振子。现有技术中分别调节各飞蜂窝基站的发射功率，由于各飞蜂窝基站之间的距离较近，导致在进行功率调节时需要飞蜂窝基站具有较高的调节精度。本发明中，分别对飞蜂窝基站的方向图进行调整，根据调整结果(调节后对应的网络容量)确定调整后的网络容量是否大于预设网络容量，如果大于则将预设网络容量替换为调整后的网络容量并将调整的方向图更新到预设方向图集合中，实现通过方向图对各飞蜂窝基站的覆盖强度和覆盖范围进行调节，降低各飞蜂窝基站之间的干扰。由于预设方向图集合中具有全部飞蜂窝基站的方向图，因此根据预设方向图集合进行调节时能够同时调节各飞蜂窝基站的方向角，提高调节效率。同时，飞蜂窝基站使用现有的调节方式即可根据方向图完成对天线振子的调节，无需增加新的硬件设备，降低调节时所需的设备成本。因为根据预设循环次数进行处理得到的预设方向图集合用于表示最优的方向图集合，所以与根据功率进行调节相比，各飞蜂窝基站根据预设方向图集合进行调节能够容纳更多的用户设备。

本发明实施例还提供了一种多天线调节的方法，作为对图1所示方法的具体说明，如图4所示，S3、获取所述第二方向图对应的第二网络容量，包括：

步骤301、将第二方向图发送到第一方向图对应的飞蜂窝基站，以便飞蜂窝基站根据第二方向图调整天线振子的角度。

步骤302、向用户设备发送第二信噪比获取请求。

用户设备在接收到第二信噪比获取请求后，根据当前飞蜂窝基站发射的信号计算出第二信噪比(当前的信噪比)。在本发明的一个使用场景中，具体计算公式如下所示：假设有M个飞蜂窝基站，N个用户设备,任意一个飞蜂窝基站k覆盖下的任意一个用户设备i的接收信号信噪比S_k,i为：

$S_{k,i}=P_{k,i}^r/(\underset{l=1,l\≠k}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{l,i}^t+n_0)=P_k^t\×g_{k,i}^t\×h_{k,i}/(\underset{l=1,l\≠k}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\β}}_{l,i}^n{\×P}_l^t{\×g}_{l,i}^t{\×h}_{l,i}+n_0)$   (公式1)

所述信噪比公式中，是用户设备i接收到的飞蜂窝基站k的信号功率，上角标r代表接收(receive)，是飞蜂窝基站k的发射功率，是飞蜂窝基站k到用户设备i的天线发射增益，和中的上角标t代表发射(transmit)，d_ki和h_k,i分别表示飞蜂窝基站k到用户设备i的距离和信道增益，使用的信道模型为ITU-R P.1238建议书中所建议的信道模型。飞蜂窝基站l是整个场景中任选的一个飞蜂窝基站，其中l不等于k。是一个二进制参数，当时，飞蜂窝基站l占用用户设备i的信道n，否则不占用。n₀表示宏蜂窝的干扰与白高斯噪声之和。

步骤303、接收各用户设备根据第二信噪比获取请求发送的第二信噪比。

所述第二信噪比为所述第一方向图对应的飞蜂窝基站根据第二方向图对所述天线振子进行调整后，所述各用户设备获取的信噪比。

步骤304、根据各用户设备发送的第二信噪比计算第二网络容量。

本发明实施例提供的多天线调节的方法，能够将第二方向图发送到各飞蜂窝基站，以使得各飞蜂窝基站根据第二方向图调整天线振子，再获取各用户终端发送的第二信噪比，根据第二信噪比得到第二网络容量，实现根据第二方向图获取第二网络容量的功能。该功能还可用于计算根据第一方向图获取第一方向图对应的第一网络容量。

本发明实施例还提供了一种多天线调节的方法，作为对图4所示方法的具体说明，如图5所示，步骤304、根据所述各用户设备发送的第二信噪比计算所述第二网络容量，包括：

步骤304-a、分别对每个第二信噪比S加1。

步骤304-b、取以2为底S+1的对数log₂(S+1)。

步骤304-c、对各个对数log₂(S+1)求和，得到第二网络容量。

在上述使用场景中，第二网络容量C的计算公式如下：

$f_{\mathrm{obj}}=C=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\log }_2(1+S_{k,i})$   (公式2)

首先根据步骤302计算得到的S_k,i，计算S_k,i+1，再根据不同i的取值取2为底(S_k,i+1)的对数log₂(S_k,i+1)，最后对各个i取值下的log₂(S_k,i+1)进行求和得到第二网络容量C。

本发明实施例提供的多天线调节的方法，能够根据各用户设备发送的第二信噪比计算得到第二网络容量，实现对网络容量的统计。

本发明实施例还提供了一种多天线调节的方法，作为对图1所示方法的具体说明，如图6所示，所述S6、根据预设比例将所述第一网络容量替换为所述第二网络容量，将所述预设方向图集合中的所述第一方向图替换为所述第二方向图，包括：

步骤601、计算第二网络容量与第一网络容量的差值，与预设参数的商。所述预设参数为退火算法中使用的辅助参数。

所述预设参数大于零且趋近于零。所述预设参数参考现有技术中关于模拟退火算法(Simulate Anneal Arithmetic，SAA)中有关温度参数的定义。模拟退火算法的中心思想在于：对当前解重复进行“产生新解→计算新解与当前解的差→接受或舍弃新解”的迭代，并逐步衰减t值，算法终止时的当前解即为所得近似最优解，这是基于蒙特卡罗迭代求解法的一种启发式随机搜索过程。可见，模拟退火算法中的温度参数的初始值为高温值(如100摄氏度)，随着算法的执行温度参数逐渐变小。本发明是由一个随机的初始化方向图集合确定大容量的方向图集合，与模拟退火算法的中心思想相同，不同在于本发明实施例中的预设参数(模拟退火算法中的温度参数)的初始值大于零且趋近于零，随着算法的执行，预设参数逐渐增大。

需要说明的是，模拟退火算法中初始温度参数越高，则搜索到全局最优解的可能性越大，但因此要花费的计算时间也越多；反之，则可节约计算时间，但全局搜索性能可能受到影响。实际应用过程中，初始温度参数一般需要依据实验结果进行若干次调整。同理，在本发明实施例中，同样需要根据实际的网络规模和循环次数等因素确定预设参数的初始值T₀。

步骤602、将所述第二网络容量和第一网络容量的差值与预设参数的商代入以自然常数e为底的指数函数，得到预设比例。

步骤603、运行一个大于0且小于1的随机数。

步骤604、判断所述随机数是否小于所述预设比例，如果小于则执行步骤605。

步骤605、将所述第一网络容量替换为所述第二网络容量，将所述预设方向图集合中的所述第一方向图替换为所述第二方向图。

在上述使用场景中，使用下述公式计算所述预设比例：

$\exp (-\frac{f_{{\mathrm{Cbn}}_t}-f_{{{\mathrm{Cbn}}_t}^2}}{T})(T>0)$ (公式3)

在指数函数中是指第二网络容量，表示第一网络容量，T是预设参数,T的取值范围是T>0。exp()是以自然常数e为底的指数函数。首先计算出第二网络容量和第一网络容量的差值，然后再除以预设参数。将所述网络容量的差值与预设参数的商代入exp()，得到预设比例。运行一个大于0且小于1的随机数。将所述随机数和预设比例进行比较，如果所述随机数小于所述预设比例，则执行步骤605，将所述第一网络容量替换为所述第二网络容量，将所述预设方向图集合中的所述第一方向图替换为所述第二方向图。

本发明实施例还提供了一种多天线调节的方法，作为对图1所示方法的具体说明，如图7所示，所述S7、如果所述第二网络容量大于预设网络容量，则将所述预设网络容量替换为所述第二网络容量，根据所述第二方向图更新预设方向图集合之后，所述方法还包括：

步骤701、当循环次数小于预设循环次数时，计算初始化预设参数和最终预设参数的差，与所述预设循环次数的商。

步骤702、将所述初始化预设参数和最终预设参数的差与所述预设循环次数的商乘以所述预设参数，得到新预设参数。

步骤703、将所述预设参数替换为所述新预设参数。

在上述使用场景中，新预设参数的计算公式可以表示为:

T＝Tα(α＝(T₀-T_final)/max_num)  (公式4)

所述新预设参数计算公式中，T₀和T_final分别是根据复杂度要求预先定义的初始化温度和最终温度。max_num表示预设的最大循环次数，α表示初始化温度和最终温度的差值与所述预设循环次数的商。当循环次数小于预设循环次数时，计算初始化预设参数和最终预设参数的差，与所述预设循环次数的商。将所述的商乘以所述预设参数T，得到新预设参数T。

需要说明的是，本发明实施例中使用的预设参数以及新预设参数为退火算法中使用的预设参数。通过设置初始化温度和最终温度能够在每次循环中根据公式(T＝Tα(α＝(T₀-T_final)/max_num))对预设参数进行改变，进而通过预设参数T控制预设比例

在执行上述方法步骤之前，指向下列初始化步骤：

初始化方向图集合；设置当前的循环次数为0；初始化预设参数；获取在初始化方向图集合下的网络容量。

下面通过另一个使用场景对上述方法进行具体说明，如图8所示：

步骤801、循环次数t＝0,预设参数T＝初始化预设参数T0。

其中，T₀是根据算法复杂度要求预先定义的初始预设参数。为每一个飞蜂窝基站k配置初始的天线方向图AP_k,0(k＝1-M)，得到含有全部M个飞蜂窝基站方向图的初始化方向图集合Cbn₀＝(AP_1,0,...AP_k,0,...AP_M,0)。获取该初始化方向图集合下飞蜂窝网络中全部N个用户的信噪比，根据公式(2)计算得到网络的初始网络容量

步骤802、将预设方向图集合Cbn^*赋值为初始化方向图集合Cbn₀，将预设网络容量f^*赋值为初始网络容量

其中，Cbn^*用于表示最优的方向图集合，该最优的方向图集合含有M个飞蜂窝基站。f^*为与Cbn^*对应的最大网路容量。

步骤803、随机选择飞蜂窝基站k，向飞蜂窝基站k下发命令以改变其天线振子当前的第一方向图AP_k,t到任意第二方向图AP_k,t ²。此时，初始化方向图集合Cbn_t＝(AP_1,t,...AP_k,t,...AP_M,t)变为Cbn_t ²＝(AP_1,t,...AP_k,t ²,...AP_M,t)。

步骤804、通过飞蜂窝基站向各用户设备(N个用户)发送第二信噪比获取请求，并等待接收各用户设备发送的第二信噪比。

步骤804’a、用户设备根据第二信噪比获取请求，获取第二信噪比。

步骤804’b、通过飞蜂窝基站将第二信噪比发送到飞蜂窝网络管理器。

步骤805、飞蜂窝网络管理器接收各用户设备发送的第二信噪比，并根据公式2得到第二网络容量

步骤806、判断第二网络容量是否大于等于所述第一网络容量如果则执行步骤807，否则执行步骤808。

步骤807、将第二方向图集合中，飞蜂窝基站k对应的方向图修改为AP_k,t ²，将初始化方向图集合Cbn_t变为第二天线方向图集合Cbn_t ²。执行810。

步骤808、根据公式3计算预设比例。

步骤809、运行一个0-1的随机数，判断所述随机数是否小于预设比例。如果小于则执行步骤807，否则执行步骤803。

步骤810、将第一网络容量更新为第二网络容量即初始化方向图集合Cbn_t更新为第二天线方向图集合Cbn_t ²，即Cbn_t＝Cbn_t ²。

步骤811、判断第一网络容量是否大于预设网络容量f^*，如果则执行步骤812，否则执行步骤803。

步骤812、将预设网络容量f^*的值更新为第一网络容量即预设方向图集合Cbn^*的值更新为初始化方向图集合Cbn_t，即Cbn^*＝Cbn_t。

步骤813、将循环次数t累计加1，即t＝t+1。

步骤814、判断循环次数t是否大于预设的最大循环次数max_num，如果t>max_num，则执行步骤815，否则执行步骤816。

步骤815、跳出循环，按照预设方向图集合Cbn^*配置所有飞蜂窝基站的方向图，并结束处理流程。

步骤816、根据T＝αT(α＝(T₀-T_final)/max_num(公式4)计算新预设参数。

在公式4T＝αT(α＝(T₀-T_final)/max_num)中，T₀和T_final分别是根据复杂度要求预先定义的初始化温度和最终温度。max_num表示预设的最大循环次数，α表示初始化温度和最终温度的差值与所述预设循环次数的商，执行步骤803。

本发明实施例还提供了一种多天线调节的装置，所述装置位于飞蜂窝网络管理器中，所述飞蜂窝网络管理器位于飞蜂窝网络中，所述飞蜂窝网络还包括至少一个用户设备和多个飞蜂窝基站，所述装置用于实现上述方法，如图9所示，所述装置包括：

选取单元91，用于从初始化方向图集合中选取第一方向图，所述初始化方向图集合由所述飞蜂窝网络中全部基站的方向图组成。

调整单元92，用于对所述选取单元91选取的所述第一方向图进行调整，得到第二方向图。

获取单元93，用于获取所述调整单元92调整的所述第二方向图对应的第二网络容量，所述第二网络容量为根据所述第二方向图进行调整后所述飞蜂窝网络中能够容纳的用户设备的数量。

判断单元94，用于判断所述获取单元93获取的所述第二网络容量是否大于等于所述第一网络容量，所述第一网络容量为使用所述第一方向图时所述飞蜂窝网络中能够容纳的用户设备的数量。

第一替换单元95，用于当所述判断单元94得到所述第二网络容量大于等于所述第一网络容量时，将所述第一网络容量替换为所述第二网络容量，将所述初始化方向图集合中的所述第一方向图替换为所述第二方向图。

第二替换单元96，用于当所述判断单元94得到所述第二网络容量小于所述第一网络容量时，根据预设比例将所述第一网络容量替换为所述第二网络容量，将所述初始化方向图集合中的所述第一方向图替换为所述第二方向图。

更新单元97，用于当所述第二网络容量大于预设网络容量时，将所述预设网络容量替换为所述第二网络容量，根据所述第二方向图更新预设方向图集合，所述预设网络容量用于表示最大网络容量，所述预设方向图集合用于表示最优方向图集合。

循环控制单元98，用于根据预设循环次数循环执行上述单元。

调节单元99，用于当所述循环次数大于所述预设循环次数时，根据所述预设方向图集合分别调整各飞蜂窝基站。

本发明实施例提供的多天线调节的装置，能够分别对各个飞蜂窝基站的方向图进行调整；若调整后的网络容量大于等于预设网络容量(预置的最大网络容量)则将预设网络容量替换为调整后的网络容量并将调整的方向图更新到预设方向图集合中；根据预设循环次数进行循环后，根据预设方向图集合调节各飞蜂窝基站的天线振子。现有技术中分别调节各飞蜂窝基站的发射功率，由于各飞蜂窝基站之间的距离较近，导致在进行功率调节时需要飞蜂窝基站具有较高的调节精度。本发明中，分别对飞蜂窝基站的方向图进行调整，根据调整结果(调节后对应的网络容量)确定调整后的网络容量是否大于预设网络容量，如果大于则将预设网络容量替换为调整后的网络容量并将调整的方向图更新到预设方向图集合中，实现通过方向图对各飞蜂窝基站的覆盖强度和覆盖范围进行调节，降低各飞蜂窝基站之间的干扰。由于预设方向图集合中具有全部飞蜂窝基站的方向图，因此根据预设方向图集合进行调节时能够同时调节各飞蜂窝基站的方向角，提高调节效率。同时，飞蜂窝基站使用现有的调节方式即可根据方向图完成对天线振子的调节，无需增加新的硬件设备，降低调节时所需的设备成本。因为根据预设循环次数进行处理得到的预设方向图集合用于表示最优的方向图集合，所以与根据功率进行调节相比，各飞蜂窝基站根据预设方向图集合进行调节能够容纳更多的用户设备。

本发明实施例还提供了一种多天线调节的装置，作为对图9所示装置的具体说明，如图10所示，所述获取单元93包括：

发送子单元931，用于将第二方向图发送到所述第一方向图对应的飞蜂窝基站，以便所述飞蜂窝基站根据所述第二方向图调整天线振子的角度；

所述发送子单元931还用于，向用户设备发送第二信噪比获取请求；

接收子单元932，用于接收各用户设备根据所述第二信噪比获取请求发送的第二信噪比，所述第二信噪比为所述第一方向图对应的飞蜂窝基站根据第二方向图对所述天线振子进行调整后，所述各用户设备获取的信噪比；

计算子单元933，用于根据所述各用户设备发送的第二信噪比计算所述第二网络容量。

本发明实施例还提供了一种多天线调节的装置，作为对图10所示装置的具体说明，所述计算子单元933还用于：

分别对每个第二信噪比S加1；

取以2为底S+1的对数log₂(S+1)；

对各个对数log₂(S+1)求和，得到所述第二网络容量。

本发明实施例还提供了一种多天线调节的装置，作为对图9所示装置的具体说明，所述第二替换单元96还用于：

计算目标网容量与第一网络容量的差值，与预设参数的商，所述预设参数为退火算法中使用的辅助参数；

将所述与预设参数的商代入以自然常数e为底的指数函数，得到预设比例；

运行一个大于0且小于1的随机数；

如果所述随机数小于所述预设比例，则将所述第一网络容量替换为所述第二网络容量，将所述预设方向图集合中的所述第一方向图替换为所述第二方向图。

本发明实施例还提供了一种多天线调节的装置，作为对图9所示装置的具体说明，所述更新单元97还用于：

当循环次数小于预设循环次数时：

计算最终预设参数和初始化预设参数的差，与所述预设循环次数的商；

将所述与所述预设循环次数的商乘以所述预设参数，得到新预设参数；

将所述预设参数替换为所述新预设参数。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种多天线调节的方法，所述方法应用于飞蜂窝网络管理器，所述飞蜂窝网络管理器位于飞蜂窝网络中，所述飞蜂窝网络还包括至少一个用户设备和多个飞蜂窝基站，其特征在于，所述方法包括：

S1、从初始化方向图集合中选取第一方向图，所述初始化方向图集合由所述飞蜂窝网络中全部基站的方向图组成；

S2、对所述第一方向图进行调整，得到第二方向图；

S3、获取所述第二方向图对应的第二网络容量，所述第二网络容量为根据所述第二方向图进行调整后所述飞蜂窝网络中能够容纳的用户设备的数量；

S4、判断所述第二网络容量是否大于等于所述第一网络容量，若是则执行S5，否则执行S6，所述第一网络容量为使用所述第一方向图时所述飞蜂窝网络中能够容纳的用户设备的数量；

S5、将所述第一网络容量替换为所述第二网络容量，将所述初始化方向图集合中的所述第一方向图替换为所述第二方向图，执行S7；

S6、根据预设比例将所述第一网络容量替换为所述第二网络容量，将所述初始化方向图集合中的所述第一方向图替换为所述第二方向图，执行S7；

S7、如果所述第二网络容量大于预设网络容量，则将所述预设网络容量替换为所述第二网络容量，根据所述第二方向图更新预设方向图集合，所述预设网络容量用于表示最大网络容量，所述预设方向图集合用于表示最优方向图集合；

S8、根据预设循环次数循环执行S1至S7，当循环次数大于所述预设循环次数时，根据所述预设方向图集合分别调整各飞蜂窝基站。

2.根据权利要求1所述的多天线调节的方法，其特征在于，所述获取所述第二方向图对应的第二网络容量，包括：

将第二方向图发送到所述第一方向图对应的飞蜂窝基站，以便所述飞蜂窝基站根据所述第二方向图调整天线振子的角度；

向用户设备发送第二信噪比获取请求；

接收各用户设备根据所述第二信噪比获取请求发送的第二信噪比，所述第二信噪比为所述第一方向图对应的飞蜂窝基站根据第二方向图对所述天线振子进行调整后，所述各用户设备获取的信噪比；

根据所述各用户设备发送的第二信噪比计算所述第二网络容量。

3.根据权利要求2所述的多天线调节的方法，其特征在于，所述根据所述各用户设备发送的第二信噪比计算所述第二网络容量，包括：

分别对每个第二信噪比S加1；

取以2为底S+1的对数log₂(S+1)；

对各个对数log₂(S+1)求和，得到所述第二网络容量。

4.根据权利要求1所述的多天线调节的方法，其特征在于，所述S6、根据预设比例将所述第一网络容量替换为所述第二网络容量，将所述预设方向图集合中的所述第一方向图替换为所述第二方向图，包括：

计算第二网络容量与第一网络容量的差值，与预设参数的商，所述预设参数为退火算法中使用的辅助参数；

将所述与预设参数的商代入以自然常数e为底的指数函数，得到预设比例；

运行一个大于0且小于1的随机数；

如果所述随机数小于所述预设比例，则将所述第一网络容量替换为所述第二网络容量，将所述预设方向图集合中的所述第一方向图替换为所述第二方向图。

5.根据权利要求4所述的多天线调节的方法，其特征在于，在所述S7、如果所述第二网络容量大于预设网络容量，则将所述预设网络容量替换为所述第二网络容量，根据所述第二方向图更新预设方向图集合之后，所述方法还包括：

当循环次数小于预设循环次数时：

计算最终预设参数和初始化预设参数的差，与所述预设循环次数的商；

将所述与所述预设循环次数的商乘以所述预设参数，得到新预设参数；

将所述预设参数替换为所述新预设参数。

6.一种多天线调节的装置，所述装置位于飞蜂窝网络管理器中，所述飞蜂窝网络管理器位于飞蜂窝网络中，所述飞蜂窝网络还包括至少一个用户设备和多个飞蜂窝基站，其特征在于，所述装置包括：

选取单元，用于从初始化方向图集合中选取第一方向图，所述初始化方向图集合由所述飞蜂窝网络中全部基站的方向图组成；

调整单元，用于对所述选取单元选取的所述第一方向图进行调整，得到第二方向图；

获取单元，用于获取所述调整单元调整的所述第二方向图对应的第二网络容量，所述第二网络容量为根据所述第二方向图进行调整后所述飞蜂窝网络中能够容纳的用户设备的数量；

判断单元，用于判断所述获取单元获取的所述第二网络容量是否大于等于所述第一网络容量，所述第一网络容量为使用所述第一方向图时所述飞蜂窝网络中能够容纳的用户设备的数量；

第一替换单元，用于当所述判断单元得到所述第二网络容量大于等于所述第一网络容量时，将所述第一网络容量替换为所述第二网络容量，将所述初始化方向图集合中的所述第一方向图替换为所述第二方向图；

第二替换单元，用于当所述判断单元得到所述第二网络容量小于所述第一网络容量时，根据预设比例将所述第一网络容量替换为所述第二网络容量，将所述初始化方向图集合中的所述第一方向图替换为所述第二方向图；

更新单元，用于当所述第二网络容量大于预设网络容量时，将所述预设网络容量替换为所述第二网络容量，根据所述第二方向图更新预设方向图集合，所述预设网络容量用于表示最大网络容量，所述预设方向图集合用于表示最优方向图集合；

循环控制单元，用于根据预设循环次数循环执行上述单元；

调节单元，用于当所述循环次数大于所述预设循环次数时，根据所述预设方向图集合分别调整各飞蜂窝基站。

7.根据权利要求6所述的多天线调节的装置，其特征在于，所述获取单元包括：

发送子单元，用于将第二方向图发送到所述第一方向图对应的飞蜂窝基站，以便所述飞蜂窝基站根据所述第二方向图调整天线振子的角度；

所述发送子单元还用于，向用户设备发送第二信噪比获取请求；

接收子单元，用于接收各用户设备根据所述第二信噪比获取请求发送的第二信噪比，所述第二信噪比为所述第一方向图对应的飞蜂窝基站根据第二方向图对所述天线振子进行调整后，所述各用户设备获取的信噪比；

计算子单元，用于根据所述各用户设备发送的第二信噪比计算所述第二网络容量。

8.根据权利要求7所述的多天线调节的装置，其特征在于，所述计算子单元还用于：

分别对每个第二信噪比S加1；

取以2为底S+1的对数log₂(S+1)；

对各个对数log₂(S+1)求和，得到所述第二网络容量。

9.根据权利要求6所述的多天线调节的装置，其特征在于，所述第二替换单元还用于：

计算目标网容量与第一网络容量的差值，与预设参数的商，所述预设参数为退火算法中使用的辅助参数；

将所述与预设参数的商代入以自然常数e为底的指数函数，得到预设比例；

运行一个大于0且小于1的随机数；

如果所述随机数小于所述预设比例，则将所述第一网络容量替换为所述第二网络容量，将所述预设方向图集合中的所述第一方向图替换为所述第二方向图。

10.根据权利要求9所述的多天线调节的装置，其特征在于，所述更新单元还用于：

当循环次数小于预设循环次数时：

计算最终预设参数和初始化预设参数的差，与所述预设循环次数的商；

将所述与所述预设循环次数的商乘以所述预设参数，得到新预设参数；

将所述预设参数替换为所述新预设参数。