CN105828348A - 三维小区分裂方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种三维小区分裂方法及装置。三维小区分裂方法，包括：计算各终端水平、垂直维度到达角；根据预设的水平维度小区分裂数计算水平维度的半功率波束宽度；根据各终端水平维度到达角的分布计算水平维度主瓣指向角度集合；根据最大、最小的垂直维度到达角，计算垂直维度小区分裂数；根据最大的垂直维度到达角、最小的垂直维度到达角及垂直维度小区分裂数，计算垂直维度的半功率波束宽度；根据垂直维度小区分裂数及垂直维度的半功率波束宽度，计算垂直维度主瓣指向角度集合；根据水平、垂直维度的半功率波束宽度以及水平、垂直维度主瓣指向角度集合进行小区分裂。通过在垂直维度上进一步对小区进行分裂，能够大大提高系统的容量。

Description

三维小区分裂方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及无线通信技术，尤其涉及一种三维小区分裂方法及装置。

背景技术

移动蜂窝通信网建设部署初期，各小区大小相等容量相同，随着用户数的增加，用户密度不再相等。为了适应这种情况，在用户密度较高的地区，需要采用小区分裂技术增加可用频道数量，从而提高系统的容量。

扇区划分技术是小区分裂技术中的一种，具体地，是在水平维度上将基站的一个全向天线替换为多个定向天线。每一个定向天线辐射一个指定扇区，提高频率的复用频率，从而提高系统容量。通常可将一个全向天线替换为3个、6个等定向天线。

然而，通过现有的小区分裂技术获得的新增可用容量远远赶不上日益增长的用户数量。

发明内容

本发明提供一种三维小区分裂方法及装置，以克服通过现有的扇区划分技术获得的新增可用容量远远赶不上日益增长的用户数量的技术问题。

本发明提供了一种三维小区分裂方法，包括：

获取小区内各终端设备的三维地理位置信息；

根据所述各终端设备的三维地理位置信息以及所述小区的基站的三维地理位置信息，计算所述各终端设备相对于所述小区的基站的水平维度到达角AoA、以及垂直维度到达角EoA，记第i个所述终端设备的水平维度到达角为AoA_i，记第i个所述终端设备的垂直维度到达角为EoA_i；

根据公式计算水平维度的半功率波束宽度HPBW_A，其中N_A为预设的水平维度小区分裂数；

根据公式 $\mathrm{\ΔAO}{A}_{\mathrm{SUM}-i}=\underset{i\≠j}{\mathrm{\Σ}}|{\mathrm{AOA}}_i-{\mathrm{AOA}}_j|,\∀i,j\∈[1,2,\·\·\·,K]$ 计算水平维度主瓣基准指向角度AoD_ref，其中，所述AoD_ref为使所述获得最小值时AoA_i的取值，K为所述小区内终端设备的总数；

根据公式AoD_i＝AoD_ref+(i-1)*HPBW_A,i＝1,2,...,N_A，计算水平维度主瓣指向角度集合AoD_i,i＝1,2,...,N_A；

获取所述小区内最大的垂直维度到达角EoA_max；

获取所述小区内最小的垂直维度到达角EoA_min；

根据所述最大的垂直维度到达角EoA_max以及所述最小的垂直维度到达角EoA_min，计算垂直维度小区分裂数N_E；

根据所述最大的垂直维度到达角EoA_max、所述最小的垂直维度到达角EoA_min以及所述垂直维度小区分裂数N_E，计算垂直维度的半功率波束宽度HPBW_E；

根据公式EoD_i＝EoD_ref+(i-1)*HPBW_E,i＝1,2,...N_E，计算垂直维度主瓣指向角度集合EoD_i,i＝1,2,...,N_E；

根据所述水平维度主瓣指向角度集合AoD_i,i＝1,2,...,N_A以及所述水平维度的半功率波束宽度HPBW_A，计算水平维度波束赋形向量集合W_A；

根据所述垂直维度主瓣指向角度集合EoD_i,i＝1,2,...,N_E以及所述垂直维度的半功率波束宽度HPBW_E，计算垂直维度波束赋形向量集合W_E；

根据所述水平维度波束赋形向量集合W_A与所述垂直维度波束赋形向量集合W_E的直积，计算三维波束赋形向量集合W_3D；

根据所述三维波束赋形向量集合W_3D进行三维小区分裂。

进一步地，所述获取小区内各终端设备的三维地理位置信息，包括：

通过所述基站接收所述各终端设备反馈的三维地理位置信息，其中，所述各终端设备是在接收到所述基站广播的位置汇报请求消息后发送的。

进一步地，所述根据所述各终端设备的三维地理位置信息以及所述小区的基站的三维地理位置信息，计算所述各终端设备相对于所述小区的基站的水平维度到达角AoA、以及垂直维度到达角EoA，包括：

设所述小区内终端设备的总数为K，记第i个所述终端设备的三维地理位置信息为(x_ue-i,y_ue-i,z_ue-i),i＝1,2,...,K，记所述小区的三维地理位置信息为(x_bs,y_bs,z_bs)，根据公式计算第i个所述终端设备的水平维度到达角AoA_i，其中， ${\mathrm{AOA}}_{\mathrm{offset}}=\left\{\begin{array}{ccc}0& y_{\mathrm{ue}-i}\&GreaterEqual;y_{\mathrm{bs}},x_{\mathrm{ue}-i}>x_{\mathrm{bs}}& \\ \mathrm{\&pi;}& x_{\mathrm{ue}-i}<x_{\mathrm{bs}}& ;\\ 2\mathrm{\&pi;}& y_{\mathrm{ue}-i}<y_{\mathrm{bs}},x_{\mathrm{ue}-i}>x_{\mathrm{bs}}& \end{array}\right.$

根据公式 $\mathrm{EoAi}=\arctan \left(\frac{\sqrt{{(y_{\mathrm{ue}-i}-y_{\mathrm{bs}})}^2+{(x_{\mathrm{ue}-i}-x_{\mathrm{bs}})}^2}}{z_{\mathrm{ue}-i}-z_{\mathrm{bs}}}\right),$ 计算第i个所述终端设备的垂直维度到达角EoA_i。

进一步地，所述根据所述最大的垂直维度到达角EoA_max以及所述最小的垂直维度到达角EoA_min，计算垂直维度小区分裂数N_E，包括：

根据公式计算所述垂直维度小区分裂数N_E。

进一步地，所述根据所述最大的垂直维度到达角EoA_max、所述最小的垂直维度到达角EoA_min以及所述垂直维度小区分裂数N_E，计算垂直维度的半功率波束宽度HPBW_E，包括：

根据公式计算所述垂直维度的半功率波束宽度HPBW_E。

本发明还提供了一种三维小区分裂装置，包括：

获取模块，用于获取小区内各终端设备的三维地理位置信息；

计算模块，用于根据所述各终端设备的三维地理位置信息以及所述小区的基站的三维地理位置信息，计算所述各终端设备相对于所述小区的基站的水平维度到达角AoA、以及垂直维度到达角EoA，记第i个所述终端设备的水平维度到达角为AoA_i，记第i个所述终端设备的垂直维度到达角为EoA_i，根据公式计算水平维度的半功率波束宽度HPBW_A，其中N_A为预设的水平维度小区分裂数，根据公式 $\mathrm{\&Delta;AO}{A}_{\mathrm{SUM}-i}=\underset{i\&NotEqual;j}{\mathrm{\&Sigma;}}|{\mathrm{AOA}}_i-{\mathrm{AOA}}_j|,\&ForAll;i,j\&Element;[1,2,\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;,K]$ 计算水平维度主瓣基准指向角度AoD_ref，其中，所述AoD_ref为使所述获得最小值时AoA_i的取值，K为所述小区内终端设备的总数，根据公式AoD_i＝AoD_ref+(i-1)*HPBW_A,i＝1,2,...,N_A，计算水平维度主瓣指向角度集合AoD_i,i＝1,2,...,N_A，获取所述小区内最大的垂直维度到达角EoA_max，获取所述小区内最小的垂直维度到达角EoA_min，根据所述最大的垂直维度到达角EoA_max以及所述最小的垂直维度到达角EoA_min，计算垂直维度小区分裂数N_E，根据所述最大的垂直维度到达角EoA_max、所述最小的垂直维度到达角EoA_min以及所述垂直维度小区分裂数N_E，计算垂直维度的半功率波束宽度HPBW_E，根据公式EoD_i＝EoD_ref+(i-1)*HPBW_E,i＝1,2,...N_E，计算垂直维度主瓣指向角度集合EoD_i,i＝1,2,...，N_E，根据所述水平维度主瓣指向角度集合AoD_i,i＝1,2,...,N_A以及所述水平维度的半功率波束宽度HPBW_A，计算水平维度波束赋形向量集合W_A，根据所述垂直维度主瓣指向角度集合EoD_i,i＝1,2,...,N_E以及所述垂直维度的半功率波束宽度HPBW_E，计算垂直维度波束赋形向量集合W_E，以及根据所述水平维度波束赋形向量集合W_A与所述垂直维度波束赋形向量集合W_E的直积，计算三维波束赋形向量集合W_3D；

小区分裂模块，用于根据所述三维波束赋形向量集合W_3D进行三维小区分裂。

进一步地，所述获取模块，具体用于：

通过所述基站接收所述各终端设备反馈的三维地理位置信息，其中，所述各终端设备是在接收到所述基站广播的位置汇报请求消息后发送的。

进一步地，所述计算模块，具体用于：

设所述小区内终端设备的总数为K，记第i个所述终端设备的三维地理位置信息为(x_ue-i,y_ue-i,z_ue-i),i＝1,2,...,K，记所述小区的三维地理位置信息为(x_bs,y_bs,z_bs)，根据公式计算第i个所述终端设备的水平维度到达角AoA_i，其中， ${\mathrm{AOA}}_{\mathrm{offset}}=\left\{\begin{array}{ccc}0& y_{\mathrm{ue}-i}\&GreaterEqual;y_{\mathrm{bs}},x_{\mathrm{ue}-i}>x_{\mathrm{bs}}& \\ \mathrm{\&pi;}& x_{\mathrm{ue}-i}<x_{\mathrm{bs}}& ;\\ 2\mathrm{\&pi;}& y_{\mathrm{ue}-i}<y_{\mathrm{bs}},x_{\mathrm{ue}-i}>x_{\mathrm{bs}}& \end{array}\right.$

根据公式 $\mathrm{EoAi}=\arctan \left(\frac{\sqrt{{(y_{\mathrm{ue}-i}-y_{\mathrm{bs}})}^2+{(x_{\mathrm{ue}-i}-x_{\mathrm{bs}})}^2}}{z_{\mathrm{ue}-i}-z_{\mathrm{bs}}}\right),$ 计算第i个所述终端设备的垂直维度到达角EoA_i。

进一步地，所述计算模块，具体用于：

根据公式计算所述垂直维度小区分裂数N_E。

进一步地，所述计算模块，具体用于：

根据公式计算所述垂直维度的半功率波束宽度HPBW_E。

本发明的技术效果是：通过在水平维度的小区分裂的基础上，进一步在垂直维度上对小区进行分裂，能够在现有的基础上进一步地增加系统的容量，进而满足用户的增长量，解决了现有的小区分裂方法无法满足用户增长的技术问题。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种三维小区分裂方法实施例一的流程图；

图2为本发明一种三维小区分裂装置实施例一的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做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。

图1为本发明一种三维小区分裂方法实施例一的流程图。如图1所示，本实施例的方法可以包括：

步骤101、获取小区内各终端设备的三维地理位置信息。

具体地，本实施例的执行主体可以为该小区的基站系统中的服务器，也可以为其它的服务器，该服务器能够与基站进行有线通信，或者该服务器能够与基站进行无线通信。

更加具体地，服务器可以通过该小区的基站获取小区内各个终端的地理位置信息。各个终端设备可以通过全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem，简称GNSS)获得包括经度、纬度值，并且通过例如气压式高度表等高度传感器获得终端设备的高度信息。

步骤102、根据所述各终端设备的三维地理位置信息以及所述小区的基站的三维地理位置信息，计算所述各终端设备相对于所述小区的基站的水平维度到达角AoA、以及垂直维度到达角EoA，记第i个所述终端设备的水平维度到达角为AoA_i，记第i个所述终端设备的垂直维度到达角为EoA_i。

具体地，在获得小区内各个终端设备的三维地理位置信息后，服务器可以根据基站的三维地理位置信息计算各个终端设备相对于基站的水平维度到达角，以及垂直维度到达角。基站可以通过与终端设备相同的方法获得基站的三维地理位置信息，也可以在架设基站的时候将该基站的三维地理位置信息存储在基站中。

步骤103、根据公式计算水平维度的半功率波束宽度HPBW_A，其中N_A为预设的水平维度小区分裂数。

具体地，本领域技术人员可以根据经验值在确定水平维度小区分裂数N_A，例如水平维度小区分裂数N_A可以为3、6等。

本实施例中水平维度分裂的各小区的半功率波束宽度均相等，因此，可以根据公式计算获得水平维度的半功率波束宽度HPBW_A的值。

需要说明是：本实施例不限制步骤103相对于步骤101、步骤102的执行顺序。

步骤104、根据公式 $\mathrm{\&Delta;AO}{A}_{\mathrm{SUM}-i}=\underset{i\&NotEqual;j}{\mathrm{\&Sigma;}}|{\mathrm{AOA}}_i-{\mathrm{AOA}}_j|,\&ForAll;i,j\&Element;[1,2,\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;,K]$ 计算水平维度主瓣基准指向角度AoD_ref，其中，所述AoD_ref为使所述获得最小值时AoA_i的取值，K为所述小区内终端设备的总数。

具体地，使得公式 $\mathrm{\&Delta;AO}{A}_{\mathrm{SUM}-i}=\underset{i\&NotEqual;j}{\mathrm{\&Sigma;}}|{\mathrm{AOA}}_i-{\mathrm{AOA}}_j|,\&ForAll;i,j\&Element;[1,2,\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;,K]$ 取得最小值的AoA_i，能够表示各个终端设备水平维度到达角中最密集的方向。以该AoA_i的值作为水平维度主瓣基准指向角度AoD_ref。

需要说明是：本实施例不限制步骤104相对于步骤103的执行顺序。

步骤105、根据公式AoD_i＝AoD_ref+(i-1)*HPBW_A,i＝1,2,...，N_A，计算水平维度主瓣指向角度集合AoD_i,i＝1,2,...,N_A。

具体地，在确定水平维度主瓣基准指向角度AoD_ref的值之后，根据该水平维度主瓣基准指向角度AoD_ref以及水平维度的半功率波束宽度HPBW_A，计算水平维度主瓣指向角度集合AoD_i,i＝1,2,...,N_A。

步骤106、获取所述小区内最大的垂直维度到达角EoA_max。

具体地，在计算得到了小区内各个终端设备相对于基站垂直维度到达角EoA后，可以从中确定出最大的垂直维度到达角EoA_max。

需要说明的是：本实施例不限制步骤106相对于步骤103、步骤104以及步骤105的执行顺序，步骤106应该步骤102之后执行。

步骤107、获取所述小区内最小的垂直维度到达角EoA_min。

具体地，在计算得到了小区内各个终端设备相对于基站垂直维度到达角EoA后，可以从中确定出最小的垂直维度到达角EoA_max。

需要说明的是：本实施例不限制步骤107相对于步骤103、步骤104、步骤105以及步骤106的执行顺序，步骤107应该步骤102之后执行。

步骤108、根据所述最大的垂直维度到达角EoA_max以及所述最小的垂直维度到达角EoA_min，计算垂直维度小区分裂数N_E。

具体地，在确定了最大的垂直维度到达角EoA_max以及最小的垂直维度到达角EoA_min后，可以根据最大的垂直维度到达角EoA_max以及最小的垂直维度到达角EoA_min的分布宽度确定垂直维度小区分裂数N_E。

例如，可以设置为在最大的垂直维度到达角EoA_max与最小的垂直维度到达角EoA_min的范围内每间隔30°划分一个小区，也可以设置为在最大的垂直维度到达角EoA_max与最小的垂直维度到达角EoA_min的范围内划分多个小区，还可以根据架设定向天线的工程预算费用确定垂直维度小区分裂数N_E等。

步骤109、根据所述最大的垂直维度到达角EoA_max、所述最小的垂直维度到达角EoA_min以及所述垂直维度小区分裂数N_E，计算垂直维度的半功率波束宽度HPBW_E。

具体地，在确定了最大的垂直维度到达角EoA_max、最小的垂直维度到达角EoA_min以及垂直维度小区分裂数N_E之后，可以计算出垂直维度的半功率波束宽度HPBW_E。

步骤110、根据公式EoD_i＝EoD_ref+(i-1)*HPBW_E,i＝1,2,...N_E，计算垂直维度主瓣指向角度集合EoD_i,i＝1,2,...,N_E。

具体地，与计算水平维度主瓣指向角度集合AoD_i,i＝1,2,...,N_A类似的，可以根据公式EoD_i＝EoD_ref+(i-1)*HPBW_E,i＝1,2,...N_E计算得到垂直维度主瓣指向角度集合EoD_i,i＝1,2,...,N_E。

步骤111、根据所述水平维度主瓣指向角度集合AoD_i,i＝1,2,...,N_A以及所述水平维度的半功率波束宽度HPBW_A，计算水平维度波束赋形向量集合W_A。

具体地，本领域技术人员可以采用任何现有技术根据水平维度主瓣指向角度集合AoD_i,i＝1,2,...,N_A以及水平维度的半功率波束宽度HPBW_A计算得到水平维度波束赋形向量集合W_A。此步骤与现有的将全向天线替换为定向天线小区分裂计算水平维度波束赋形向量集合相同。

步骤112、根据所述垂直维度主瓣指向角度集合EoD_i,i＝1,2,...,N_E以及所述垂直维度的半功率波束宽度HPBW_E，计算垂直维度波束赋形向量集合W_E。

具体地，可以采用与步骤112相同的现有技术计算垂直维度波束赋形向量集合W_E。

步骤113、根据所述水平维度波束赋形向量集合W_A与所述垂直维度波束赋形向量集合W_E的直积，计算三维波束赋形向量集合W_3D。

具体地，获得的水平维度波束赋形向量集合W_A与垂直维度波束赋形向量集合W_E的直积，该直积即为三维波束赋形向量集合W_3D。

步骤114、根据所述三维波束赋形向量集合W_3D进行三维小区分裂。

具体地，可以采用任何现有技术根据该三维波束赋形向量集合W_3D对小区进行分裂，本领域技术人员可以根据经验进行选择合适的分裂方法，此处不再赘述。

本实施例，通过获得水平维度波束赋形向量集合W_A以及垂直维度波束赋形向量集合W_E，对水平维度波束赋形向量集合W_A以及垂直维度波束赋形向量集合W_E做直积获得三维波束赋形向量集合W_3D，并根据三维波束赋形向量集合W_3D进行小区分裂，能够进一步在垂直维度上对小区进行分裂，使得单个基站系统的可用物理资源块(PhysicalResourceBlock，简称PRB)总数提高至仅进行水平分裂系统的N_E倍(也即垂直维度小区分裂数倍)，使得同一时刻可调度的用户数提升，进而提高系统单基站容量与网络性能。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述获取小区内各终端设备的三维地理位置信息，包括：

通过所述基站接收所述各终端设备反馈的三维地理位置信息，其中，所述各终端设备是在接收到所述基站广播的位置汇报请求消息后发送的。

具体地，当要进行小区分裂时，基站发送广播位置汇报请求消息，小区内的各个移动终端接收到该请求消息后会向基站反馈三维地理位置信息，基站会将接收到的各个移动终端的三维地理位置信息发送给服务器，从而使服务器能够获取小区内各终端设备的三维地理位置信息。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述根据所述各终端设备的三维地理位置信息以及所述小区的基站的三维地理位置信息，计算所述各终端设备相对于所述小区的基站的水平维度到达角AoA、以及垂直维度到达角EoA，包括：

设所述小区内终端设备的总数为K，记第i个所述终端设备的三维地理位置信息为(x_ue-i,y_ue-i,z_ue-i),i＝1,2,...,K，记所述小区的三维地理位置信息为(x_bs,y_bs,z_bs)，根据公式计算第i个所述终端设备的水平维度到达角AoA_i，其中， ${\mathrm{AOA}}_{\mathrm{offset}}=\left\{\begin{array}{ccc}0& y_{\mathrm{ue}-i}\&GreaterEqual;y_{\mathrm{bs}},x_{\mathrm{ue}-i}>x_{\mathrm{bs}}& \\ \mathrm{\&pi;}& x_{\mathrm{ue}-i}<x_{\mathrm{bs}}& ;\\ 2\mathrm{\&pi;}& y_{\mathrm{ue}-i}<y_{\mathrm{bs}},x_{\mathrm{ue}-i}>x_{\mathrm{bs}}& \end{array}\right.$

根据公式 $\mathrm{EoAi}=\arctan \left(\frac{\sqrt{{(y_{\mathrm{ue}-i}-y_{\mathrm{bs}})}^2+{(x_{\mathrm{ue}-i}-x_{\mathrm{bs}})}^2}}{z_{\mathrm{ue}-i}-z_{\mathrm{bs}}}\right),$ 计算第i个所述终端设备的垂直维度到达角EoA_i。

具体地，可以根据三角函数确定各个终端设备的水平维度到达角AoA、以及垂直维度到达角EoA。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述根据所述最大的垂直维度到达角EoA_max以及所述最小的垂直维度到达角EoA_min，计算垂直维度小区分裂数N_E，包括：

根据公式计算所述垂直维度小区分裂数N_E。

具体地，当由最大的垂直维度到达角EoA_max于最小的垂直维度到达角EoA_min构成的角度范围越大时，说明小区内终端设备在垂直维度上的密集程度不高，则设置越少垂直维度小区分裂数N_E。当由最大的垂直维度到达角EoA_max于最小的垂直维度到达角EoA_min构成的角度范围越小时，说明小区内终端设备在垂直维度上的密集程度较高，则设置越多垂直维度小区分裂数N_E。

根据终端设备的垂直维度的密集程度设置垂直维度小区分裂数N_E，可以提高小区分裂的有效性。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述根据所述最大的垂直维度到达角EoA_max、所述最小的垂直维度到达角EoA_min以及所述垂直维度小区分裂数N_E，计算垂直维度的半功率波束宽度HPBW_E，包括：

根据公式计算所述垂直维度的半功率波束宽度HPBW_E。

具体地，本实施例中垂直维度分裂的各小区的半功率波束宽度均相等。

图2为本发明一种三维小区分裂装置实施例一的结构示意图。如图2所示，本实施例的系统可以包括：获取模块201，计算模块202以及小区分裂模块203。

其中，获取模块201，用于获取小区内各终端设备的三维地理位置信息。

计算模块202，用于根据所述各终端设备的三维地理位置信息以及所述小区的基站的三维地理位置信息，计算所述各终端设备相对于所述小区的基站的水平维度到达角AoA、以及垂直维度到达角EoA，记第i个所述终端设备的水平维度到达角为AoA_i，记第i个所述终端设备的垂直维度到达角为EoA_i，根据公式计算水平维度的半功率波束宽度HPBW_A，其中N_A为预设的水平维度小区分裂数，根据公式 $\mathrm{\&Delta;AO}{A}_{\mathrm{SUM}-i}=\underset{i\&NotEqual;j}{\mathrm{\&Sigma;}}|{\mathrm{AOA}}_i-{\mathrm{AOA}}_j|,\&ForAll;i,j\&Element;[1,2,\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;,K]$ 计算水平维度主瓣基准指向角度AoD_ref，其中，所述AoD_ref为使所述获得最小值时AoA_i的取值，K为所述小区内终端设备的总数，根据公式AoD_i＝AoD_ref+(i-1)*HPBW_A,i＝1,2,...，N_A，计算水平维度主瓣指向角度集合AoD_i,i＝1,2,...,N_A，获取所述小区内最大的垂直维度到达角EoA_max，获取所述小区内最小的垂直维度到达角EoA_min，根据所述最大的垂直维度到达角EoA_max以及所述最小的垂直维度到达角EoA_min，计算垂直维度小区分裂数N_E，根据所述最大的垂直维度到达角EoA_max、所述最小的垂直维度到达角EoA_min以及所述垂直维度小区分裂数N_E，计算垂直维度的半功率波束宽度HPBW_E，根据公式EoD_i＝EoD_ref+(i-1)*HPBW_E,i＝1,2,...N_E，计算垂直维度主瓣指向角度集合EoD_i,i＝1,2,...,N_E，根据所述水平维度主瓣指向角度集合AoD_i,i＝1,2,...,N_A以及所述水平维度的半功率波束宽度HPBW_A，计算水平维度波束赋形向量集合W_A，根据所述垂直维度主瓣指向角度集合EoD_i,i＝1,2,...,N_E以及所述垂直维度的半功率波束宽度HPBW_E，计算垂直维度波束赋形向量集合W_E，以及根据所述水平维度波束赋形向量集合W_A与所述垂直维度波束赋形向量集合W_E的直积，计算三维波束赋形向量集合W_3D。

小区分裂模块203，用于根据所述三维波束赋形向量集合W_3D进行三维小区分裂。

本实施例的操作系统安装系统，可以用于执行图1所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

在上述实施例的基础上，本发明三维小区分裂装置实施例二，所述获取模块201，具体用于：

通过所述基站接收所述各终端设备反馈的三维地理位置信息，其中，所述各终端设备是在接收到所述基站广播的位置汇报请求消息后发送的。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述计算模块202，具体用于：

设所述小区内终端设备的总数为K，记第i个所述终端设备的三维地理位置信息为(x_ue-i,y_ue-i,z_ue-i),i＝1,2,...,K，记所述小区的三维地理位置信息为(x_bs,y_bs,z_bs)，根据公式计算第i个所述终端设备的水平维度到达角AoA_i，其中， ${\mathrm{AOA}}_{\mathrm{offset}}=\left\{\begin{array}{ccc}0& y_{\mathrm{ue}-i}\&GreaterEqual;y_{\mathrm{bs}},x_{\mathrm{ue}-i}>x_{\mathrm{bs}}& \\ \mathrm{\&pi;}& x_{\mathrm{ue}-i}<x_{\mathrm{bs}}& ;\\ 2\mathrm{\&pi;}& y_{\mathrm{ue}-i}<y_{\mathrm{bs}},x_{\mathrm{ue}-i}>x_{\mathrm{bs}}& \end{array}\right.$

根据公式 $\mathrm{EoAi}=\arctan \left(\frac{\sqrt{{(y_{\mathrm{ue}-i}-y_{\mathrm{bs}})}^2+{(x_{\mathrm{ue}-i}-x_{\mathrm{bs}})}^2}}{z_{\mathrm{ue}-i}-z_{\mathrm{bs}}}\right),$ 计算第i个所述终端设备的垂直维度到达角EoA_i。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述计算模块202，具体用于：

根据公式计算所述垂直维度小区分裂数N_E。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述计算模块202，具体用于：

根据公式计算所述垂直维度的半功率波束宽度HPBW_E。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种三维小区分裂方法，其特征在于，包括：

获取小区内各终端设备的三维地理位置信息；

根据所述各终端设备的三维地理位置信息以及所述小区的基站的三维地理位置信息，计算所述各终端设备相对于所述小区的基站的水平维度到达角AoA、以及垂直维度到达角EoA，记第i个所述终端设备的水平维度到达角为AoA_i，记第i个所述终端设备的垂直维度到达角为EoA_i；

根据公式计算水平维度的半功率波束宽度HPBW_A，其中N_A为预设的水平维度小区分裂数；

根据公式 ${\mathrm{\&Delta;AoA}}_{\mathrm{SUM}-i}=\underset{i\&NotEqual;j}{\mathrm{\&Sigma;}}|{\mathrm{AoA}}_i-{\mathrm{AoA}}_j|,{\mathrm{\&Delta;AoA}}_{\mathrm{SUM}-i}=\underset{i\&NotEqual;j}{\mathrm{\&Sigma;}}|{\mathrm{AoA}}_i-{\mathrm{AoA}}_j|$ 计算水平维度主瓣基准指向角度AoD_ref，其中，所述AoD_ref为使所述获得最小值时AoA_i的取值，K为所述小区内终端设备的总数；

根据公式AoD_i＝AoD_ref+(i-1)*HPBW_A,i＝1,2,…,N_A，计算水平维度主瓣指向角度集合AoD_i,i＝1,2,…,N_A；

获取所述小区内最大的垂直维度到达角EoA_max；

获取所述小区内最小的垂直维度到达角EoA_max；

根据所述最大的垂直维度到达角EoA_max以及所述最小的垂直维度到达角EoA_min，计算垂直维度小区分裂数N_E；

根据所述最大的垂直维度到达角EoA_max、所述最小的垂直维度到达角EoA_min以及所述垂直维度小区分裂数N_E，计算垂直维度的半功率波束宽度HPBW_E；

根据公式EoD_i＝EoD_ref+(i-1)*HPBW_E,i＝1,2,…N_E，计算垂直维度主瓣指向角度集合EoD_i,i＝1,2，…,N_E；

根据所述水平维度主瓣指向角度集合AoD_i,i＝1,2,…,N_A以及所述水平维度的半功率波束宽度HPBW_A，计算水平维度波束赋形向量集合W_A；

根据所述垂直维度主瓣指向角度集合EoD_i,i＝1,2,…,N_E以及所述垂直维度的半功率波束宽度EoD_i,i＝1,2,…,N_E，计算垂直维度波束赋形向量集合W_E；

根据所述水平维度波束赋形向量集合W_A与所述垂直维度波束赋形向量集合W_E的直积，计算三维波束赋形向量集合W_3D；

根据所述三维波束赋形向量集合W_3D进行三维小区分裂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取小区内各终端设备的三维地理位置信息，包括：

通过所述基站接收所述各终端设备反馈的三维地理位置信息，其中，所述各终端设备是在接收到所述基站广播的位置汇报请求消息后发送的。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述各终端设备的三维地理位置信息以及所述小区的基站的三维地理位置信息，计算所述各终端设备相对于所述小区的基站的水平维度到达角AoA、以及垂直维度到达角EoA，包括：

设所述小区内终端设备的总数为K，记第i个所述终端设备的三维地理位置信息为(x_ue-i,y_ue-i,z_ue-i),i＝1,2,…,K，记所述小区的三维地理位置信息为(x_bs,y_bs,z_bs)，根据公式 ${\mathrm{AoA}}_i=\arctan \left(\frac{y_{\mathrm{ue}-i}-y_{\mathrm{bs}}}{x_{\mathrm{ue}-i}-x_{\mathrm{bs}}}\right)+{\mathrm{AoA}}_{\mathrm{offset}},$ 计算第i个所述终端设备的水平维度到达角AoA_i，其中， ${\mathrm{AoA}}_{\mathrm{offset}}=\left\{\begin{array}{cc}0& y_{\mathrm{ue}-i}\&GreaterEqual;y_{\mathrm{bs}},x_{\mathrm{ue}-i}>x_{\mathrm{bs}}\\ \mathrm{\&pi;}& x_{\mathrm{ue}-i}<x_{\mathrm{bs}}\\ 2\mathrm{\&pi;}& y_{\mathrm{ue}-i}<y_{\mathrm{bs}},x_{\mathrm{ue}-i}>x_{\mathrm{bs}}\end{array}\right.;$

根据公式 ${\mathrm{EoA}}_i=\arctan \left(\frac{\sqrt{{(y_{\mathrm{ue}-i}-y_{\mathrm{bs}})}^2+{(x_{\mathrm{ue}-i}-x_{\mathrm{bs}})}^2}}{z_{\mathrm{ue}-i}-z_{\mathrm{bs}}}\right),$ 计算第i个所述终端设备的垂直维度到达角EoA_i。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述最大的垂直维度到达角EoA_max以及所述最小的垂直维度到达角EoA_min，计算垂直维度小区分裂数N_E，包括：

根据公式计算所述垂直维度小区分裂数N_E。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述最大的垂直维度到达角EoA_max、所述最小的垂直维度到达角EoA_min以及所述垂直维度小区分裂数N_E，计算垂直维度的半功率波束宽度HPBW_E，包括：

根据公式计算所述垂直维度的半功率波束宽度HPBW_E。

6.一种三维小区分裂装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取小区内各终端设备的三维地理位置信息；

计算模块，用于根据所述各终端设备的三维地理位置信息以及所述小区的基站的三维地理位置信息，计算所述各终端设备相对于所述小区的基站的水平维度到达角AoA、以及垂直维度到达角EoA，记第i个所述终端设备的水平维度到达角为AoA_i，记第i个所述终端设备的垂直维度到达角为EoA_i，根据公式计算水平维度的半功率波束宽度HPBW_A，其中N_A为预设的水平维度小区分裂数，根据公式 ${\mathrm{\&Delta;AoA}}_{\mathrm{SUM}-i}=\underset{i\&NotEqual;j}{\mathrm{\&Sigma;}}|{\mathrm{AoA}}_i-{\mathrm{AoA}}_j|,$ 计算水平维度主瓣基准指向角度AoD_ref，其中，所述AoD_ref为使所述获得最小值时AoA_i的取值，K为所述小区内终端设备的总数，根据公式AoD_i＝AoD_ref+(i-1)*HPBW_A,i＝1,2,…,N_A，计算水平维度主瓣指向角度集合AoD_i,i＝1,2,…,N_A，获取所述小区内最大的垂直维度到达角EoA_max，获取所述小区内最小的垂直维度到达角EoA_min，根据所述最大的垂直维度到达角EoA_max以及所述最小的垂直维度到达角EoA_min，计算垂直维度小区分裂数N_E，根据所述最大的垂直维度到达角EoA_max、所述最小的垂直维度到达角EoA_min以及所述垂直维度小区分裂数N_E，计算垂直维度的半功率波束宽度HPBW_E，根据公式EoD_i＝EoD_ref+(i-1)*HPBW_E,i＝1,2,…N_E，计算垂直维度主瓣指向角度集合EoD_i,i＝1,2,…,N_E，根据所述水平维度主瓣指向角度集合AoD_i,i＝1,2,…,N_A以及所述水平维度的半功率波束宽度HPBW_A，计算水平维度波束赋形向量集合W_A，根据所述垂直维度主瓣指向角度集合EoD_i,i＝1,2,…,N_E以及所述垂直维度的半功率波束宽度HPBW_E，计算垂直维度波束赋形向量集合W_E，以及根据所述水平维度波束赋形向量集合W_A与所述垂直维度波束赋形向量集合W_E的直积，计算三维波束赋形向量集合W_3D；

小区分裂模块，用于根据所述三维波束赋形向量集合W_3D进行三维小区分裂。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取模块，具体用于：

通过所述基站接收所述各终端设备反馈的三维地理位置信息，其中，所述各终端设备是在接收到所述基站广播的位置汇报请求消息后发送的。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述计算模块，具体用于：

设所述小区内终端设备的总数为K，记第i个所述终端设备的三维地理位置信息为(x_ue-i,y_ue-i,z_ue-i),i＝1,2,…,K，记所述小区的三维地理位置信息为(x_bs,y_bs,z_bs)，根据公式 ${\mathrm{AoA}}_i=\arctan \left(\frac{y_{\mathrm{ue}-i}-y_{\mathrm{bs}}}{x_{\mathrm{ue}-i}-x_{\mathrm{bs}}}\right)+{\mathrm{AoA}}_{\mathrm{offset}},$ 计算第i个所述终端设备的水平维度到达角AoA_i，其中， ${\mathrm{AoA}}_{\mathrm{offset}}=\left\{\begin{array}{cc}0& y_{\mathrm{ue}-i}\&GreaterEqual;y_{\mathrm{bs}},x_{\mathrm{ue}-i}>x_{\mathrm{bs}}\\ \mathrm{\&pi;}& x_{\mathrm{ue}-i}<x_{\mathrm{bs}}\\ 2\mathrm{\&pi;}& y_{\mathrm{ue}-i}<y_{\mathrm{bs}},x_{\mathrm{ue}-i}>x_{\mathrm{bs}}\end{array}\right.;$

根据公式 ${\mathrm{EoA}}_i=\arctan \left(\frac{\sqrt{{(y_{\mathrm{ue}-i}-y_{\mathrm{bs}})}^2+{(x_{\mathrm{ue}-i}-x_{\mathrm{bs}})}^2}}{z_{\mathrm{ue}-i}-z_{\mathrm{bs}}}\right),$ 计算第i个所述终端设备的垂直维度到达角EoA_i。

9.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述计算模块，具体用于：

根据公式计算所述垂直维度小区分裂数N_E。

10.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述计算模块，具体用于：

根据公式计算所述垂直维度的半功率波束宽度HPBW_E。