CN106572473B - 一种移动通讯网络覆盖的实现方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动通讯网络覆盖的实现方法，所述方法包括：获取初始小区方位角的偏转角度；根据偏转角度采用将所述小区劈裂为第一小区和第二小区。本发明还公开了一种移动通讯网络覆盖的实现装置。

Description

一种移动通讯网络覆盖的实现方法和装置

技术领域

本发明涉及移动网络的规划管理技术，尤其涉及一种移动通讯网络覆盖的实现方法和装置。

背景技术

目前，业界的长期演进(LTE，Long Term Evolution)网络规划和覆盖方案沿用了第二代(2G，the 2^nd Generation)移动网络/第三代(3G，the 3^rd Generation)移动网络组网经验，无论是新选点建站，或者，是在原2G/3G基站上直接升级，都为传统的三扇区定向站，即三叶草模型的蜂窝状覆盖结构。

全球移动通信系统(GSM，Global System for Mobile Communication)和时分同步的码分多址技术(TD-SCDMA，Time Division-Synchronous Code Division MultipleAccess)为异频系统，适用三叶草模型；码分多址(CDMA，Code Division Multiple Access)和宽带码分多址(WCDMA，Wideband Code Division Multiple Access)网络具有长码加扰增益技术，同频组网下也适用三叶草模型；然而，LTE网络采用正交频分多址(OFDMA，Orthogonal Frequency Division Multiple Access)同频组网技术，在只有单一频点时，可采用物理小区标识(PCI，physical Cell Identity)模3区分的方式进行三扇区组网。由于三扇区组网方式存在两个小区天线的夹角处普遍信号较差和信噪比差的问题，三扇区组网需要平衡覆盖与性能之间的矛盾。

随着业务的发展和运营商申请到更多地频率资源，三扇区已经不是唯一的选择，简单的在一扇区增加小区将带来功率的减半和覆盖的收缩，因此，三叶草结构并非最佳组网方式。同时，中小型体量的建筑物、居民小区等场景室内覆盖仍存在盲区，由于时分长期演进(TD-LTE，Time Division Long Term Evolution)频率高、信号穿透力弱，通过补点建站进行覆盖效果并非最佳，可能还会存在资源浪费的问题。

另外，三扇区组网方式存在的两个小区天线的夹角信号较差、信噪比差的问题，简单的在一扇区增加小区带来的功率减半和覆盖收缩的问题，都亟待解决。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种移动通讯网络覆盖的实现方法和装置，能解决基站边界与小区边界的弱场和高干扰问题，同步提升信号强度和信噪比，使匹配业务信道性能提升，进而提升LTE网络的覆盖能力。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种移动通讯网络覆盖的实现方法，包括：

获取三扇区小区中各初始小区方位角的偏转角度；

根据偏转角度分别将所述各初始小区劈裂为第一小区和第二小区。

上述方案中，所述根据偏转角度分别将所述各初始小区劈裂为第一小区和第二小区，包括：

采用波束赋形，将所述各初始小区分别划分为第一小区和第二小区；

在所述各初始小区方位角的偏转角度的基础上，将第一小区偏转正角度，将第二小区偏转负角度；

采用波束赋形，分别将第一小区和第二小区的波束宽度调整为劈裂波束宽度；

通过极化方式将射频拉远单元(RRU，Radio Remote Unit)的通道资源共享给所述第一小区和第二小区。

上述方案中，所述正角度，为：正30度；所述负角度，为：负30度；所述劈裂波束宽度，为：36度。

上述方案中，所述方法还包括：采用异频空分处理新增的载波频率；

所述异频空分，包括：采用左右叠加的方式，将新增的载波频率分配到间隔的扇区中。

上述方案中，所述方法还包括：将RRU功率动态分配给第一小区和第二小区。

本发明实施例还提供了一种移动通讯网络覆盖的实现装置，包括：

获取模块和劈裂模块，其中，

所述获取模块，用于获取三扇区小区中各初始小区方位角的偏转角度；

所述劈裂模块，用于根据偏转角度分别将所述各初始小区劈裂为第一小区和第二小区。

上述方案中，所述劈裂模块，具体用于：

采用波束赋形，将所述各初始小区分别划分为第一小区和第二小区；

在所述各初始小区方位角的偏转角度的基础上，将第一小区偏转正角度，将第二小区偏转负角度；

采用波束赋形，将第一小区和第二小区的波束宽度调整为劈裂波束宽度；

通过极化方式将RRU的通道资源共享给所述第一小区和第二小区。

上述方案中，所述正角度，为：正30度；所述负角度，为：负30度；所述劈裂波束宽度，为：36度。

上述方案中，所述装置还包括：异频空分模块，用于采用异频空分处理新增的载波频率；

所述异频空分，包括：采用左右叠加的方式将新增的载波频率分配到间隔的扇区中。

上述方案中，所述装置还包括：功率控制模块，用于将RRU功率动态分配给第一小区和第二小区。

本发明实施例所提供的移动通讯网络覆盖的实现方法和装置，获取初始小区方位角的偏转角度；根据偏转角度将所述小区劈裂为第一小区和第二小区。如此，同等参考信号功率条件下，由于波束更窄、能量更集中，能解决基站边界与小区边界的弱场和高干扰的问题，同步提升信号强度和信噪比，提升参考信号功率以及匹配业务信道的性能，进而提升LTE网络覆盖能力。

附图说明

图1为本发明实施例一种移动通讯网络覆盖的实现方法的流程示意图；

图2为本发明实施例三扇区定向站蜂窝状覆盖示意图；

图3为本发明实施例小区劈裂前后覆盖示意图；

图4为本发明实施例异频空分示意图；

图5为本发明实施例两端口天线模型示意图；

图6为本发明实施例一种移动通讯网络覆盖的实现装置的组成结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例中，获取初始小区方位角的偏转角度；根据偏转角度将所述小区劈裂为第一小区和第二小区。

下面结合实施例对本发明再作进一步详细的说明。

本发明实施例提供的移动通讯网络覆盖的实现方法，如图1所示，包括：

步骤101：获取三扇区小区中各初始小区方位角的偏转角度；

具体的，传统的三扇区定向站(三叶草形)蜂窝状覆盖结构如图2所示，每个小区都有一个偏转角度，获取所述小区的偏转角度。

步骤102：根据偏转角度分别将所述各初始小区劈裂为第一小区和第二小区；

这里，利用智能天线波束赋形能力将各初始小区分别划分为第一小区和第二小区，并将每个波束对应一个八通道小区；在所述初始小区方位角的偏转角度的基础上，将第一小区偏转正角度，将第二小区偏转负角度；将第一小区和第二小区的波束宽度调整为劈裂波束宽度；本实施例中，所述正角度可以是正30度，所述负角度可以是负30度，所述劈裂波束宽度可以是36度。

通过极化方式将RRU的通道资源共享给所述第一小区和第二小区；具体的，设定极化方式共享RRU的八通道资源，利用RRU和智能天线，通过基带处理单元(BBU，BandwidthBased Unit)提前配置每个通道不同的幅度和相位权值，在智能天线阵列天线上馈入后，通过智能天线向空中辐射时就会产生定向性，将原来1个八通道RRU同时分给第一小区和第二小区；如此，完成各初始小区的劈裂。

本发明实施例提供的移动通讯网络覆盖的实现方法，还包括：采用异频空分处理新增的载波频率；所述异频空分，包括：采用左右叠加的方式将新增的载波频率分配到间隔的扇区中；

这里，当运营商随着业务的增长，申请到更多的载波频率资源后，可以采用异频空分的方法处理，将载波频率资源采用左右叠加的方式分配到间隔的扇区，如此，相邻扇区的频率不同，可以降低小区边界的相互干扰。

本发明实施例提供的移动通讯网络覆盖的实现方法，还包括：将RRU功率动态分配给第一小区和第二小区。

这里，由初始小区劈裂为第一小区和第二小区，除去广播信道功率后，属于初始小区的RRU功率采用动态分配的方式分配到第一小区和第二小区；当第一小区和第二小区的用户相等时，可以平均分配RRU的功率；当第一小区用户多于第二小区时，第一小区可以实时获得更多的RRU功率，由此，达到第一小区和第二小区RRU功率共享的目的。

下面结合具体示例1对本发明中作进一步详细的描述。

通过波束仿真实验，优化调整天线幅度和相位取值，找到了一组覆盖和重叠干扰处于最佳平衡点的参数模型，如表1所示，其中P1～P8分别表示第1到第8通道。

表1

如图3所示，从波束图形得出，将初始小区如图3(a)所示，劈裂成两个36°波束宽度的小区如图3(b)所示，边缘弱场改善最明显。与原65°波束宽度扇区边界(120°与240°方位)电平相比，两个36°波束宽度扇区在120°与240°方位上，电平提升了6～8dB。

通过上述的天线极化方式结合波束赋形，由原来三叶草型覆盖提升为六主瓣式覆盖，在同等参考信号功率条件下，由于波束更窄、能量更集中，因此，覆盖能力可成倍提升。

下面结合具体示例2对本发明中的异频空分作进一步详细的描述。

运营商随着业务的增长，将申请到更多地频率资源，如果简单的在原三扇区下增加载频资源，只是简单的增加网络容量，由于新增了载频，RRU功率均分到两个载频上后每个载频功率下降1倍，带来的是覆盖的收缩；如果把上下叠加变成左右叠加，完全可以实现即增加频率资源又不收缩覆盖，利用智能天线波束赋型能力实现六扇区扩容方式。如图4所示，新增的频率资源F1与F2被间隔分配，与原三扇区对比，软劈裂为六扇区后，每个扇区区域更小，网络信号交叠区变少，每个小区对其他小区干扰影响相应降低，利用空分复用的特点将进一步提升小区间的干扰，系统容量也更大。由于增加了1倍的频率资源，利用异频效果网络整体信号与干扰加噪声比(SINR，Signal to Interference plus Noise Ratio)提升3dB；同时，由于每个载波波束更窄，小区间的覆盖范围有了很好的控制，理论仿真分析整体可以提升3.6dB。

并且，广播波束通过赋型，与业务信道波束赋型实现了匹配，相比传统广播信道全发射而业务信道具有波束赋型，用户实际解调的小区参考信号(CRS，Cell ReferenceSignal)和实际用户的业务信道间存在一定的空间差异，不利于终端的信道估计，因此，波束更窄的多扇区方式CRS信道估计更准确，网络匹配性和解调性能更好，有利于提升网络整体性能。

整体而言，窄波束六扇区模式引入了异频空分特性，带来了边缘用户下载速率和边缘覆盖能力，整体业务覆盖能力提升2～3倍。

下面结合具体示例3对本发明中RRU功率动态分配作进一步详细的描述。

对同一个RRU而言，不管分多少个小区，实质是根据用户数量分配功率。CRS资源在两端口情况下大约占用5％的负荷(对应5％功率开销)，那么在软劈裂为六扇区后，原小区增加了一个小区的广播信道，这样，意味着增加一倍的广播信道功率开销，最多多消耗了5％的功率，剩余90％的RRU功率仍可以在劈裂的小区间共享。当第一小区和第二小区的用户相等时，可以平均分配RRU的功率；当第一小区用户多于第二小区时，第一小区可以实时获得更多的RRU功率，由此，达到第一小区和第二小区RRU功率共享的目的，可以大大提升资源的效率，实现功率、频谱资源最大化。

以往分配方式是：RRU输出功率平均分配给两个小区，RRU输出功率为广播信号功率(主要为参考信号功率)和业务信道功率之和，无论哪个小区用户数量有多少，每个小区同一时刻为该用户提供服务的功率最大也只有RRU输出功率的一半。采用RRU内功率共享功能后，当两个小区中同一时刻只服务一个用户时，仍采用整个RRU剩余功率，与原三扇区小区服务的功率基本相当，当有多个用户需在同一时刻提供服务时，三扇区和六扇区业务信道功率也是相当的，即实现六扇区中用户满容量调度；当用户在边缘时可根据用户数量、分布位置，合理分配整个RRU功率资源，实现RRU内小区间功率共享，实现整个RRU下小区整体吞吐率最大化。

下面结合具体示例4对本发明产生的积极效果作进一步详细的描述。

用户驻留能力更多的是参考信号的覆盖能力，随着异频空分运用，提升整体网络的性能，业务覆盖能力也成倍增加，为匹配业务信噪比提升，通过合理分配参考信号和业务信道之间的功率分配，调整传统PA、PB实现参考信号和业务信道均衡；其中，PA指没有导频的正交频分复用技术(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)symbol(A类符号)的数据子载波功率和导频子载波功率的比值。PB指有导频的OFDM symbol(B类符号)的数据子载波功率和导频子载波功率的比值。

如图5所示，以两端口天线为例：Pb定义为包含小区参考信号的OFDM符号上物理下行共享信道(PDSCH，Physical Downlink Shared Channel)的每资源粒子能量(EPRE，Energy Per Resource Element)，Pa定义为不包含小区参考信号的OFDM符号上PDSCH的EPRE。

如表2所示，现网中Pb设为2，Pb/Pa为3/4，本发明结合功率分配方案，将Pb设为3，则小区参考信号功率提升1倍。

表2

本发明实施例提供的移动通讯网络覆盖的实现装置，如图6所示，包括：获取模块61和劈裂模块62，其中，

所述获取模块61，用于获取初始小区方位角的偏转角度；

具体的，传统的三扇区定向站(三叶草形)蜂窝状覆盖结构如图2所示，每个小区都有一个偏转方位角，所述获取模块61用于获取所述小区的偏转方位角。

所述劈裂模块62，用于根据偏转角度分别将所述各初始小区劈裂为第一小区和第二小区；

所述劈裂模块62，具体用于：利用智能天线波束赋形能力将各初始小区分别划分为第一小区和第二小区，并将每个波束对应一个八通道小区；在所述各初始小区方位角的偏转角度的基础上，将第一小区偏转正角度，将第二小区偏转负角度；将第一小区和第二小区的波束宽度调整为劈裂波束宽度；本实施例中，所述正角度可以是正30度，所述负角度可以是负30度，所述劈裂波束宽度可以是36度；

通过极化方式将RRU的通道资源共享给所述第一小区和第二小区；具体的，设定极化方式共享RRU的八通道资源，利用RRU和智能天线，通过BBU提前配置每个通道不同的幅度和相位权值，在智能天线阵列天线上馈入后，通过智能天线向空中辐射时就会产生定向性，将原来1个八通道RRU同时分给第一小区和第二小区；如此，完成各初始小区的劈裂。

本发明实施例提供的移动通讯网络覆盖的实现装置，还包括：

异频空分模块63，用于采用异频空分处理新增的载波频率；

所述异频空分，包括：采用左右叠加的方式将新增的载波频率分配到间隔的扇区中；

这里，当运营商随着业务的增长，申请到更多的载波频率资源后，异频空分模块63采用异频空分的方法处理，将载波频率资源采用左右叠加的方式分配到间隔的扇区，如此，相邻扇区的频率不同，可以降低小区边界的相互干扰。

本发明实施例提供的移动通讯网络覆盖的实现装置，还包括：

功率控制模块64，用于将RRU功率动态分配给第一小区和第二小区；

具体的，由于初始小区劈裂为第一小区和第二小区，除去广播信道功率后，功率控制模块64将属于初始小区的RRU功率采用动态分配的方式分配到第一小区和第二小区；当第一小区和第二小区的用户相等时，可以平均分配RRU的功率；当第一小区用户多于第二小区时，第一小区可以实时获得更多的RRU功率，由此，达到第一小区和第二小区RRU功率共享的目的。

在实际应用中，所述获取模块61、劈裂模块62、异频空分模块63、功率控制模块64均可由核心网的中央处理器(CPU)、微处理器(MPU)、数字信号处理器(DSP)、或现场可编程门阵列(FPGA)等实现。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种移动通讯网络覆盖的实现方法，其特征在于，所述方法包括：

获取三扇区小区中各初始小区方位角的偏转角度；

根据偏转角度分别将所述各初始小区劈裂为第一小区和第二小区，包括：

采用波束赋形，将所述各初始小区分别划分为第一小区和第二小区；

在所述各初始小区方位角的偏转角度的基础上，将第一小区偏转正角度，将第二小区偏转负角度；

采用波束赋形，分别将第一小区和第二小区的波束宽度调整为劈裂波束宽度；

通过极化方式将射频拉远单元RRU的通道资源共享给所述第一小区和第二小区；

其中，所述方法还包括：

将RRU功率动态分配给第一小区和第二小区，包括：当所述第一小区和所述第二小区的用户数量相等时，平均分配RRU的功率；当所述第一小区用户数量对于所述第二小区用户数量时，所述第一小区获得更多的RRU的功率；

所述方法还包括：

采用异频空分处理新增的载波频率；

所述异频空分，包括：采用左右叠加的方式，将新增的载波频率分配到间隔的扇区中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述正角度，为：正30度；

所述负角度，为：负30度；

所述劈裂波束宽度，为：36度。

3.一种移动通讯网络覆盖的实现装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块和劈裂模块，其中，

所述获取模块，用于获取三扇区小区中各初始小区方位角的偏转角度；

所述劈裂模块，用于根据偏转角度分别将所述各初始小区劈裂为第一小区和第二小区，具体用于：采用波束赋形，将所述各初始小区分别划分为第一小区和第二小区；在所述各初始小区方位角的偏转角度的基础上，将第一小区偏转正角度，将第二小区偏转负角度；采用波束赋形，将第一小区和第二小区的波束宽度调整为劈裂波束宽度；通过极化方式将RRU的通道资源共享给所述第一小区和第二小区；

其中，所述装置还包括：

功率控制模块，用于将RRU功率动态分配给第一小区和第二小区，包括：当所述第一小区和所述第二小区的用户数量相等时，平均分配RRU的功率；当所述第一小区用户数量对于所述第二小区用户数量时，所述第一小区获得更多的RRU的功率；

所述装置还包括：

异频空分模块，用于采用异频空分处理新增的载波频率；

所述异频空分，包括：采用左右叠加的方式将新增的载波频率分配到间隔的扇区中。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，

所述正角度，为：正30度；

所述负角度，为：负30度；

所述劈裂波束宽度，为：36度。

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