CN114423016B - 一种基站规划参数的确定方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种基站规划参数的确定方法及装置。所述基站规划参数的确定方法包括:获取第一参数;其中,所述第一参数包括:预设低空区域的垂直高度、基站天线的最大电子倾角和基站的最大接入距离;所述最大接入距离为基于链路预算确定的,在所述链路预算中至少包括天气余量;根据所述第一参数,确定基站规划参数;其中,所述基站规划参数包括:基站高度、基站天线的机械倾角和相邻两个基站之间的站间距。本发明实施例提供的技术方案,能够解决现有技术中针对低空区域的移动网络覆盖,存在网络信号质量差的问题。

Description

一种基站规划参数的确定方法及装置
技术领域
本发明属于无线通信技术领域,具体涉及一种基站规划参数的确定方法及装置。
背景技术
为了满足用户对移动网络的使用需求,使得移动网络(即蜂窝网络)的覆盖区域越来越全面。移动网络的覆盖一般由基站实现,因此基站规划成为移动网络覆盖中的重要一环,通过合理规划基站,如基站位置、站间距以及基站自身的一些参数,可以在满足网络覆盖需求的同时,节省网络覆盖成本。
现有技术中,一般是基于地面业务进行基站规划的,但随着科技的进步与发展,低空空域(1000米以下的飞行区域)也开始具有使用移动网络的需求,例如,无人机在低空区域进行巡检、植保等作业时,需要使用移动网络与控制终端进行通信。
但是,对于基于地面业务规划的地面基站,一般是通过抬高部分基站天线的电子倾角,使低空中的无人机可以接入地面基站,而地面业务则是用一束宽波束来进行接入控制。这样虽然可以提高基站的利用率,但由于地面基站的高度,机械倾角等不可变因素,导致低空区域的网络信号质量较差。如图1所示,为当前基于地面业务形成的组网对空域覆盖的示意图,从图1中可以看出,现有技术中的组网针对低空空域,存在如下问题:存在较大盲区,地面反射衰减明显且可能无法覆盖高度较高的区域。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种基站规划参数的确定方法及装置,以解决现有技术中针对低空区域的移动网络覆盖,存在网络信号质量差的问题。
第一方面,本发明实施例提供了一种基站规划参数的确定方法,应用于服务器,所述方法包括:
获取第一参数;其中,所述第一参数包括:预设低空区域的垂直高度、基站天线的最大电子倾角和基站的最大接入距离;所述最大接入距离为基于链路预算确定的,在所述链路预算中至少包括天气余量;
根据所述第一参数,确定基站规划参数;其中,所述基站规划参数包括:基站高度、基站天线的机械倾角和相邻两个基站之间的站间距。
第二方面,本发明实施例提供一种基站规划参数的确定装置,应用于服务器,所述装置包括:
获取模块,用于获取第一参数;其中,所述第一参数包括:预设低空区域的垂直高度、基站天线的最大电子倾角和基站的最大接入距离;所述最大接入距离为基于链路预算确定的,在所述链路预算中至少包括天气余量;
确定模块,用于根据所述第一参数,确定基站规划参数;其中,所述基站规划参数包括:基站高度、基站天线的机械倾角和相邻两个基站之间的站间距。
第三方面,本发明实施例提供一种电子设备,该电子设备包括处理器和存储器,所述存储器存储可在所述处理器上运行的程序或指令,所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的基站规划参数的确定方法中的步骤。
第四方面,本发明实施例提供了一种可读存储介质,所述可读存储介质上存储程序或指令,所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的基站规划参数的确定方法中的步骤。
本发明实施例中,在进行链路预算时,增加了天气余量。由于低空区域比较空旷,容易受到天气因素的影响,因此,在链路预算中增加天气余量,可以更加精准的计算出最大接入距离,而根据最大接入距离确定的基站规划参数的数值也会相应的更加精确,这样有利于实现更好的低空网络覆盖,提高低空区域的网络信号质量。另外,本发明实施例中,是针对低空区域确定站间距,由于低空区域比较空旷,因此,针对低空区域确定的站间距,相比于基于地面业务确定的站间距,会相对大一些,这样,在满足低空空域的网络覆盖需求同时,可以减少站点数量,提高建设效益,降低建设成本。
附图说明
图1为现有技术中基于地面业务形成的组网对空域覆盖的示意图;
图2为本发明实施例提供的基站规划参数的确定方法的流程示意图;
图3为本发明实施例提供的基站规划参数的示意图;
图4为本发明实施例提供的构建几何模型的流程示意图;
图5为本发明实施例提供的几何模型的示意图;
图6为本发明实施例提供的确定机械倾角的流程示意图;
图7为本发明实施例提供的确定站间距的流程示意图;
图8为本发明实施例提供的确定基站高度的流程示意图;
图9为本发明实施例提供的基站规划参数的确定装置的示意框图;
图10为本发明实施例提供的示例示意图之一;
图11为本发明实施例提供的示例示意图之二。
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,下面所描述的实施例是本发明的一部分实施例,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,均属于本发明保护的范围。
应理解,说明书中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此,在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外,这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
在本发明的各种实施例中,应理解,步骤的序号并不意味着绝对的先后执行顺序,各步骤的执行顺序应以其功能和内在逻辑进行确定,因此,各步骤的序号不应对本发明实施例的实施过程构成绝对的限定。
下面结合附图,通过具体的实施例及其应用场景对本发明实施例提供的基站规划参数的确定方法进行详细地说明。
本发明实施例提供了一种基站规划参数的确定方法,应用于电子设备。如图2所示,该基站规划参数的确定方法可以包括:
步骤201:获取第一参数。
其中,第一参数可以包括:预设低空区域的垂直高度、基站天线的最大电子倾角和基站的最大接入距离。
其中,预设低空区域为要求基站信号覆盖的低空区域,具体可以根据对移动通信网络的使用需求进行预先确定。例如,无人机距离地面的最大飞行高度为500米,若需要对这个区域进行移动网络覆盖,则可以设置预设低空区域为500米以下的低空区域。
其中,基站天线的最大电子倾角为已知的基站特征参数。对于5G移动网络而言,该最大电子倾角为基站AAU(Active Antenna Unit,有源天线单元)的最大电子倾角,更具体为AAU中SSB(Synchronization Signal and PBCH block,同步信号和PBCH(PhysicalBroadcast CHannel,物理广播信道)块)的最大电子倾角。
其中,基站的最大接入距离可以是基于链路预算确定的,在该链路预算中至少包括天气余量。链路预算是在一个通信系统中对发送端、通信链路、传播环境(大气、同轴电缆、波导、光纤等)和接收端中所有增益和衰减的核算,其通常用来估算信号能成功从发射端传送到接收端之间的最远距离(即最大接入距离)。
本发明实施例中,在进行链路预算时,除了考虑常规的衰减因素和增益因素外,还考虑了天气因素对信号衰减产生的影响,即增加了天气余量。由于低空区域比较空旷,容易受到天气因素的影响,因此,在链路预算中增加天气余量,可以更加精准的计算出最大接入距离,实现区域上的定制化建设,提高低空移动网络信号质量。
其中,在进行链路预算时,除最大接入距离未知外,其他参数的数值均已知。链路预算的具体计算方式可以根据移动网络的类型、移动网络使用的电磁波频段等确定。
可选地,天气余量可以包括:沙尘余量和雨雪余量中的至少一种。在链路预算中,可以根据待建设基站地区的气候情况,选择沙尘余量和/或雨雪余量,例如,待建设基站地区多沙尘天气,则可以选择沙尘余量;待建设基站地区多雨雪天气,则可以选择雨雪余量;若待建设基站地区既多沙尘天气又多雨雪天气,则可以选择沙尘余量和雨雪余量。
步骤202:根据第一参数,确定基站规划参数。
其中,基站规划参数可以包括:基站高度、基站天线的机械倾角和相邻两个基站之间的站间距。
如图3所示,基站的建设和规划,需要确定如下三个参数:基站高度(图3中的H1,即基站天线所挂高度,对于5G移动网络,基站高度为AAU所挂高度)、基站天线的机械倾角(图3中的β,即基站天线与垂直水平面的垂线之间的夹角,本发明实施例中为机械倾角,对于5G移动网络,机械倾角为AAU与水平地面垂线的夹角)以及相邻两个基站之间的站间距(图3中未标出,可根据图3中的基站信号覆盖半径R计算得到)。其中,图3中的R1表示基站的最大接入距离,H表示预设低空区域的垂直高度,α表示基站天线的最大电子倾角。
本发明实施例中,对于基站规划参数,可以根据预设低空区域的垂直高度、基站天线的最大电子倾角和基站的最大接入距离等计算得到。由于通过步骤201获得的最大接入距离更加精确,因此,根据最大接入距离确定的基站规划参数的数值也会相应的更加精确。另外,本发明实施例中,是针对低空区域确定站间距,由于低空区域比较空旷,因此,针对低空区域确定的站间距,相比于基于地面业务建设的基站之间的站间距,会相对大一些,且由于是基于最大接入距离确定站间距,因此,可以使得计算得到的站间距最大化,这样,在满足低空空域的网络覆盖需求同时(即解决现有技术中针对低空区域的移动网络覆盖存在网络信号质量差的问题),还可以减少站点数量,提高建设效益,降低建设成本,解决了现有技术中基站建设成本高的问题。
作为一个可选实施例,步骤201:获取目标参数,可以包括:根据预设链路预算公式和预设路径损耗公式,获取最大接入距离。
其中,预设链路预算公式中所要计算的接收信号电平预设为基站最小接入电平的数值,用于计算该接收信号电平的第二参数中,除路径损耗外,其他参数的数值已知;在路径损耗公式中,用于计算路径损耗的第三参数中,除最大接入距离外,其他参数的数值已知。
本发明实施例中,将预设链路预算公式所要计算的接收信号电平预设为基站最小接入电平的数值,而预设链路预算公式中用于计算接收信号电平的参数(即第二参数),除路径损耗的数值未知,其他参数的数值已知。又由于用于计算路径损耗的参数(第三参数)中,除最大接入距离的数值未知外,其他参数的数值已知,因此,本发明实施例可以根据预设链路预算公式和预设路径损耗公式,获得基站的最大接入距离。
可选地,对于预设链路预算公式和预设路径损耗公式,具体可以根据移动网络的类型、工作频段和业务对象等进行确定。下面针对低空区域进行3.5GHz频段下的5G网络信号的网络覆盖的基站规划为例,进行进一步地解释说明。
例如,在针对低空区域进行3.5GHz频段下的5G网络覆盖的基站规划时,该链路预算公式可以为:
接收信号电平=基站发射功率(dBm)-10*log10(子载波数)+基站天线增益(dBi)-基站馈线损耗(dB)-路径损耗(dB)-干扰余量(dB)-天气余量(dB)-慢衰落余量(dB)+用户设备天线增益(dB)-热噪声功率(dBm)-用户设备噪声系数(dB)-解调门限SINR(dB)。
在上述公式中,基站发射功率、10*log10(子载波数)、基站天线增益、基站馈线损耗、干扰余量、慢衰落余量、用户设备天线增益、热噪声功率、用户设备噪声系数以及解调门限SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio,信号与干扰加噪声比)均可以视为常量,即这些参数的数值已知。对于天气余量的数值,可以通过如下计算公式获得:
沙尘余量的计算公式为:
其中,LR表示沙尘余量;ε'和ε”分别表示湿沙尘的复介电常数实部和虚部,f表示电磁波频率,N0表示沙尘的体密度,m表示沙粒粒径均值,σ表示标准偏差。
雨雪余量的计算公式为:
AP=γP×LE
其中,AP表示雨雪余量;γP表示给定时间概率的统计雨衰减率,即假定电磁波穿过降雨率均匀分布的单位距离(通常为1km)产生的衰减,其中,影响雨衰减率最重要的因素是雨滴尺寸分布,即雨滴谱分布;LE为等效路径长度,用于调整降雨率分布在水平路径和垂直路径的不均匀性。
需要说明的是,相对于一些基于地面业务进行基站规划时使用的链路预算公式,针对低空领域的该链路预算公式中,植被损耗、人体遮挡损耗被忽略不计。
其中,在针对低空区域进行3.5GHz频段下的5G网络覆盖的基站规划时,为了计算路径损耗,需要使用合适的5G传输模型(5G网络使用3GPP36.873定义的3D传播模型),而RMa模型(农村宏站模型)适用于2-6GHZ频段,以及适用于建筑物分布非常稀疏的区域。在RMa模型下,预设路径损耗公式可以为:
路径损耗=161.04-7.1log10(W)+7.5log10(h)-(24.37-3.7(h/hBS)2)log10(hBS)+(43.42-3.1log10(hBS))(log10(R1)+20log10(fc)-(3.2(log10(11.75hUT))2-4.97)。
其中,fc表示基站天线工作频段的中心频点(如3.5GHz频段的中心频点);h表示平均建筑高度;hBS表示基站最高高度(即待建设基站地区允许的最高站高);hUT表示移动台天线有效高度(即移动台天线高于地表的高度,对于无人机而言,由于其巡航高度一般固定,因此hUT可以取其巡航高度);W表示街道宽度,R1表示基站天线与移动台天线之间的最大距离,即基站的最大接入距离。
其中,h和W的取值范围均为[5,50],hBS的取值范围均为[10,150],hUT的取值范围均为[1,10],R1的取值范围均为[10,5000],这五个参数的数值单位为米。
最后,将天气余量公式和路径损耗公式代入链路预算公式中,则可以获取基站的最大接入距离。
作为一个可选实施例,步骤102:根据第一参数,确定基站规划参数,可以包括:
根据第一参数,构建几何模型;根据该几何模型,确定基站规划参数。
其中,该几何模型中包括:用于表示第一参数的几何合图形,和用于表示基站高度、机械倾角和基站信号覆盖半径的几何图形。
本发明实施例中,可以根据几何模型中的已知量,确定几何模型中的未知量。
可选地,如图4所示,前述步骤“根据第一参数,构建几何模型”,可以包括:
步骤401:构建三角形AOC。
其中,三角形AOC的顶点O表示基站天线的天面中心,三角形AOC的顶点A表示预设低空区域中的第一位置点,三角形AOC的顶点C表示预设低空区域中的第二位置点。三角形AOC的边OA表示基站的最大接入距离R1,三角形AOC的边AC表示预设低空区域的垂直高度H。
其中,第一位置点为根据天面中心、最大接入距离以及预设低空区域,确定的预设低空区域的最大高度上水平方向的基站最远接入点。第二位置点为根据天面中心、最大接入距离以及预设低空区域,确定的预设低空区域的最小高度上(即地面)水平方向的基站最远接入点。第一位置点与第二位置点的连线垂直于水平面。
其中,如图5所示,三角形AOC中还包括角AOC的角平分线OB,以及角平分线OB与边AC的交点B,三角形AOC的边OA与角平分线OB形成的角AOB表示最大电子倾角α。
步骤402:过顶点O作垂直于水平面的垂线DM,以及过顶点C作垂直于垂线DM的垂线CN,并记录垂线DM与垂线CN的交点G。
其中,线段CG表示基站信号覆盖半径R,线段OG表示基站高度H1
步骤403:过顶点O作垂直于角平分线OB的射线OE。
其中,射线OE向背离线段CG的方向延伸,射线OE与垂线DM形成的角DOE表示机械倾角β。
步骤404:作三角形AOC的顶点O到边AC的垂线OF。
本发明实施例中,几何模型的建模思路如下:首先构建移动网络的低空业务区域(对于无人而言,则为低空飞行区域),即图5中三角AOC的边AC。又已知基站天线的最大电子倾角和基站的最大接入距离,根据这些参数可以规划出基站天线的最上波束覆盖低空业务区域的顶点(即顶点A),最下波束垂直于顶点的覆盖地面(即顶点C),因此可以构建出三角形AOC。然后作垂线DM和垂线CN,得到用于表示基站信号覆盖半径R的线段CG,以及用于表示基站高度H1的线段OG。再然后作垂直于角平分线OB的射线OE,得到用于表示机械倾角β的角DOE。最后,根据天面中心O至边AC的垂直距离即为基站信号覆盖半径,可以作顶点O到边AC的垂线OF。
可选地,如图6所示,前述步骤“根据几何模型,确定基站规划参数”,可以包括:
步骤601:在三角形AOC中,根据角ACO的正弦值与边OA的比值,和角AOC的正弦值与边AC的比值相等,获得角ACO的角度值。
如图5所示,在三角形AOC中,根据正弦定理可得:又由于角AOC=2角AOB=2α,AC=H,OA=R1,因此/>由此可得
其中,边OA的长度、边AC的长度以及角AOC的角度值均已知。
步骤602:在三角形AOC中,根据角ACO的角度值和角AOC的角度值,获得角OAC的角度值。
如图5所示,在三角形AOC中,根据角ACO+角AOC+角OAC=π,可得,角OAC=π-角ACO-角AOC,而角AOC=2角AOB=2α,所以
其中,角ACO的角度值已通过步骤601获得。
步骤603:根据垂线DM与边AC的平行关系,确定角AOD与角OAC与的角度值相同,并获得角AOD的角度值。
如图5所示,由于垂线DM与边AC均垂直于水平面,因此,垂线DM与边AC平行。根据垂线DM平行于边AC可得:角AOD与角OAC的角度值相同,又由于角OAC的角度值已通过步骤602获得,因此可得:
步骤604:在直角BOE中,根据直角BOE、角AOD以及角AOB的角度值,获得角DOE的角度值。
如图5所示,由射线OE垂直于角平分线OB可知:直角BOE=π/2,又由直角BOE=角DOE+角AOD+角AOB,可得“”角DOE=直角BOE-角AOD-角AOB,而角AOB=α,角AOD已通过步骤603获得,因此,
步骤605:将角DOE的角度值确定机械倾角的角度值。
由于角DOE表示机械倾角β,因此,
可选地,如图7所示,前述步骤“根据几何模型,确定基站规划参数”,可以包括:
步骤701:在三角形AOF中,根据直角AFO的正弦值与边OA的比值,和角OAC的正弦值与边OF的比值相等,获得边OF的长度。
如图5所示,根据垂线OF垂直于边AC可知,角AFO的角度值为90°,为直角。
如图5所示,在几何模型构建时,过三角形AOC的顶点O作了到边AC的垂线OF,形成了三角形AOF。在三角形AOF中,根据正弦定理可得:由此可得:而OA=R1,sin∠AFO=sin90°=1,(可通过步骤601至步骤603所述方式获得),因此,/>
步骤702:将边OF的长度值确定为基站信号覆盖半径。
由于R=OF,因此,
步骤703:根据基站信号覆盖半径,确定站间距。
相邻两个基站之间的站间距可以根据基站信号覆盖半径进行确定。其中,为了提高移动网络的无缝覆盖,相邻两个基站的信号覆盖半径可以具有一定程度的重叠,例如,设定相邻两个基站的信号覆盖半径的重叠程度为5%,则相邻两个基站之间的站间距 可以理解的是,信号覆盖半径的重叠程度可以根据实际需求进行设定,本发明实施例对此不进行限定。
可选地,如图8所示,前述步骤“根据几何模型,确定基站规划参数”,可以包括:
步骤801:在三角形AOF中,根据勾股定理,获得边AF的长度值。
对于三角形AOF,已知边AC=R1再加上三角形AOF为直角三角形,因此,可以根据勾股定理,获得边AF的长度值,即
步骤802:在边AC中,根据边AC的长度值和边AF的长度值,获得线段FC的长度值。
如图5所示,对于边AC中,由于AC=AF+FC,因此,FC=AC-
步骤803:基于线段OG与线段FC为长方形OGCF中的一组对边,获得线段OG的长度值。
如图5所示,在几何模型中存在长方形OGCF,而线段OG与线段FC为长方形OGCF中的一组对边,即线段OG的长度值与线段FC的长度值相同,因此,
步骤804:将线段OG的长度值确定为基站高度。
由于线段OG表示基站高度,因此,将线段OG的长度值确定为基站高度,即基站高度
至此,基站高度、基站天线的机械倾角和相邻两个基站之间的站间距三个参数的参数值已全部获得。
对于前述三个基站规划参数的计算,最后需要说明的是,在计算这些参数的数值时,输入信息可以包括:OA=R1,最大电子倾角∠AOB=α,预设低空区域的垂直高度区间(0,H),OB为∠AOC的角平分线,OD//AC,OE⊥OH等。
在对本发明实施例提供的基站规划参数的确定方法进行描述的最后,再以一示例描述该基站规划参数的确定方法的应用场景。
近年来,无人机行业高速发展,与此同时也对低空网络覆盖提出了新需求。而随着移动网络的发展,5G网络也应用到无人机上。但目前5G网络的组网,大多是基于地面业务进行的,对于低空区域并没有做到足够的信号保障,且站间距较小,城区站间距平均为350米。而对于低空区域的网络覆盖,由于空中相对于地面阻挡较小,因此基站规划时可以考虑更低的组网密度,即站间距要适当大一些。
以某工厂的5G智能无人机应用为例,用户具体需求为低空区域垂直高度500米以内的4K30帧高清视频回传。经测算上行带宽需求为20M,因此对低空空域的无缝覆盖成为关键因素。首先,根据工厂所在地区的天气因素、RMa模型以及业务需求,可推导出能保障业务运行的最大接入距离出为576米,而最大电子倾角取π/6,低空业务高度为500米。其次,利用前文描述的基站规划参数的确定方法,对相应的覆盖场景进行数学建模,推导出对应的基站规划参数,最后得到:机械倾角为26.08°,站间距为610.70米,基站高度为22.02米。
图8示意了无人机巡检路线801以及周边覆盖站点,工厂园区内主要有两个宏站,分别为343小区所在宏站和351小区所在宏站,工厂园区外有三个宏站,分别为17小区所在宏站、293小区所在宏站以及51小区所在宏站。其中,对于图8中用于示意巡检路线801的线条,其不同深度的灰色表示信号覆盖强度,颜色越深表示信号覆盖强度越小,反之,颜色越浅表示信号覆盖强度越大。
为了满足无人机飞行路线的5G网络信号覆盖,以及回传视频20Mbps的速率要求,在得到基站规划参数后,可以首先用293单扇区进行测试,开启“1+x”对空中120米高度的视频业务进行测试和优化。其中,“1+x”是指,对于7个SSB波束,其中一个波束为宽波束,覆盖地面,其余x波束分别以不同的电子倾角覆盖高空。
经过测试,测试中无人机脱网,经过分析发现无人机开始占用园区内基站信号,升至120米高度时无法切换到293小区,但是无人机到达到上述高度时邻区测量中具有293小区的信号,但RSRP(Reference Signal Receiving Power,参考信号接收功率)均小于-92dBm,低于园区内未开1+x小区的旁瓣信号或者反射信号的RSRP,由此可知,在站点距离较远(>1km,图中示意距离为1108km)的情况下不适合采用“1+x”进行空中覆盖。覆盖方案可以改回用工厂园区站点,开启“1+x”进行覆盖。
工厂园区站点按上文提到的规划方案进行调整,开启园区内部分小区x波束,之后对x波束水平波瓣和方位角进行优化,测试结果如下图9所示,对于图9中用于示意巡检路线901的线条,其不同深度的灰色表示上行传输速率,颜色越深表示上行传输速率越小,反之,颜色越浅表示上行传输速率越大。从图9中可以看到本次测试基本都满足需求,因此,在该工厂区域可以应用本发明实施例提供的技术方案。
在对工厂区域内的实施效果进行测试评估,以及对SSB波束进行优化后,还可以通过路测(Driving Test,DT)和呼叫质量测试(CallQualityTest,CQT)测试工厂区域内5G网络的信号与干扰加噪声比、接收的信号强度指示(Received Signal StrengthIndication,RSSI)、业务下行速率、业务上行速率、时延指标等,并将测试结果与专网客户的需求进行比较,并在未达到客户需求时进行调整。
综上所述,本发明实施例在进行链路预算时,引入天气因素,与传统链路预算时依据固定参数相比更加具有针对性,使得计算得到的最大接入距离更加精准,有利于提高网络信号质量。另外,本发明实施例还利用数学几何建模的方式,推导出针对低空区域网络覆盖的基站规划的核心参数(如基站高度、基站天线的机械倾角、站间距等),尤其在计算站间距时,利用最大接入距离计算得到,有利于站间距的最大化,这样可以使得组网密度相比于基于地面业务形成的组网密度有所降低,在使业务正常运行的同时节约组网成本。进一步地,现有技术中针对低空区域的网络覆盖实现并没有统一标准,存在站点规划混乱的问题,而本发明实施例明确了针对低空区域的基站规划方法,有利于实现低空区域网络覆盖的规范化。总之,本发明实施例能够解决在空旷低空环境下的基站规划问题,可以以更加节约成本的方式实现低空信号的更好覆盖。
以上介绍了本发明实施例提供的基站规划参数的确定方法,下面将结合附图介绍本发明实施例提供的基站规划参数的确定装置。
如图9所示,本发明实施例还提供了一种基站规划参数的确定装置,应用于电子设备。
其中,所述基站规划参数的确定装置可以包括:
获取模块901,用于获取第一参数。
其中,所述第一参数包括:预设低空区域的垂直高度、基站天线的最大电子倾角和基站的最大接入距离;所述最大接入距离为基于链路预算确定的,在所述链路预算中至少包括天气余量。
确定模块902,用于根据所述第一参数,确定基站规划参数。
其中,所述基站规划参数包括:基站高度、基站天线的机械倾角和相邻两个基站之间的站间距。
可选地,所述天气余量可以包括:沙尘余量和雨雪余量中的至少一个。
可选地,所述获取模块901可以包括:
获取单元,用于根据预设链路预算公式和预设路径损耗公式,获取所述最大接入距离。
其中,所述预设链路预算公式中,所要计算的接收信号电平预设为基站的最小接入电平,用于计算所述接收信号电平的第二参数中,除路径损耗外,其他参数的数值已知;所述路径损耗公式中,用于计算所述路径损耗的第三参数中,除所述最大接入距离外,其他参数的数值已知。
可选地,所述确定模块902可以包括:
模型构建单元,用于根据所述第一参数,构建几何模型。
其中,所述几何模型中包括:用于所述第一参数的几何图形,和用于表示所述基站高度、所述机械倾角和基站信号覆盖半径的几何图形。
确定单元,用于根据所述几何模型,确定所述基站规划参数。
可选地,所述模型构建单元可以包括:
第一构建子单元,用于构建三角形AOC。
其中,所述三角形AOC的顶点O表示所述基站天线的天面中心,所述三角形AOC的顶点A表示所述预设低空区域中的第一位置点,所述三角形AOC的顶点C表示所述预设低空区域中的第二位置点;其中,所述第一位置点和所述第二位置点分别为根据所述天面中心、所述最大接入距离以及所述预设低空区域的垂直高度,确定的所述预设低空区域的最大高度上水平方向的最远接入点和所述预设低空区域的最小高度上水平方向的最远接入点;所述第一位置点与所述第二位置点的连线垂直于水平面;所述三角形AOC的边OA表示所述最大接入距离,所述三角形AOC的边AC表示所述预设低空区域的垂直高度;所述三角形AOC中还包括角AOC的角平分线OB,以及所述角平分线OB与所述边AC的交点B;角AOB表示所述最大电子倾角。
第二构建子单元,用于过所述顶点O作垂直于水平面的垂线DM,以及过所述顶点C作垂直于所述垂线DM的垂线CN,并记录所述垂线DM与所述垂线CN的交点G。
其中,线段CG表示所述基站信号覆盖半径;线段OG表示所述基站高度。
第三构建子单元,用于过所述顶点O作垂直于所述角平分线OB的射线OE。
其中,所述射线OE向背离所述线段CG的方向延伸,所述射线OE与所述垂线DM形成的角DOE表示所述机械倾角。
第四构建子单元,用于作所述顶点O到所述边AC的垂线OF。
可选地,所述确定单元可以包括:
第一确定子单元,用于在所述三角形AOC中,根据角ACO的正弦值与所述边OA的比值,和所述角AOC的正弦值与所述边AC的比值相等,获得角ACO的角度值。
第二确定子单元,用于在所述三角形AOC中,根据所述角ACO的角度值和所述角AOC的角度值,获得角OAC的角度值。
第三确定子单元,用于根据所述垂线DM与所述边AC的平行关系,确定角AOD与所述角OAC的角度值相同,并获得所述角AOD的角度值。
第四确定子单元,用于在直角BOE中,根据所述直角BOE、所述角AOD以及角AOB的角度值,获得角DOE的角度值。
第五确定子单元,用于将所述角DOE的角度值确定为所述机械倾角的角度值。
可选地,所述确定单元可以包括:
第六确定子单元,用于在三角形AOF中,根据直角AFO的正弦值与所述边OA的比值,和所述角OAC的正弦值与边OF的比值相等,获得所述边OF的长度。
第七确定子单元,用于将所述边OF的长度值确定为所述基站信号覆盖半径。
第八确定子单元,用于根据所述基站信号覆盖半径,确定所述站间距。
可选地,所述确定单元可以包括:
第九确定子单元,用于在所述三角形AOF中,根据勾股定理,获得边AF的长度值。
第十确定子单元,用于在所述边AC中,根据所述边AC的长度值和所述边AF的长度值,获得线段FC的长度值。
第十一确定子单元,用于基于所述线段OG与所述线段FC为长方形OGCF中的一组对边,获得所述线段OG的长度值。
第十二确定子单元,用于将所述线段OG的长度值确定为所述基站高度。
本发明实施例提供的基站规划参数的确定装置能够实现图1至图8的方法实施例中基站规划参数的确定装置实现的各个过程,为避免重复,这里不再赘述。
本发明实施例中,在进行链路预算时,引入天气因素,与传统链路预算时依据固定参数相比更加具有针对性,使得计算得到的最大接入距离更加精准。另外,本发明实施例还利用数学几何建模的方式,推导出针对低空区域网络覆盖的基站规划的核心参数(如基站高度、基站天线的机械倾角、站间距等),尤其在计算站间距时,利用最大接入距离计算得到,有利于站间距的最大化,这样可以使得组网密度相比于基于地面业务形成的组网密度有所降低,在使业务正常运行的同时节约组网成本。进一步地,现有技术中针对低空区域的网络覆盖实现并没有统一标准,存在站点规划混乱的问题,而本发明实施例明确了针对低空区域的基站规划方法,有利于实现低空区域网络覆盖的规范化。总之,本发明实施例能够解决在空旷低空环境下的基站规划问题,可以以更加节约成本的方式实现低空信号的更好覆盖。
本申请实施例还提供了一种电子设备,包括处理器和存储器,存储器上存储有可在所述处理器上运行的程序或指令,该程序或指令被处理器执行时实现上述基站规划参数的确定方法实施例的各个步骤,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
本申请实施例还提供了一种可读存储介质,所述可读存储介质上存储有程序或指令,该程序或指令被处理器执行时实现上述基站规划参数的确定方法实施例的各个过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的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计算机可读存储介质中,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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
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 (14)

1.一种基站规划参数的确定方法,其特征在于,所述方法包括:
获取第一参数;其中,所述第一参数包括:预设低空区域的垂直高度、基站天线的最大电子倾角和基站的最大接入距离;所述最大接入距离为基于链路预算确定的,在所述链路预算中至少包括天气余量;
根据所述第一参数,确定基站规划参数;其中,所述基站规划参数包括:基站高度、基站天线的机械倾角和相邻两个基站之间的站间距;
所述根据所述第一参数,确定基站规划参数,包括:
根据所述第一参数,构建几何模型;其中,所述几何模型中包括:用于表示所述第一参数的几何图形,和用于表示所述基站高度、所述机械倾角和基站信号覆盖半径的几何图形;
根据所述几何模型,确定所述基站规划参数;
所述根据所述第一参数,构建几何模型,包括:
构建三角形AOC;其中,所述三角形AOC的顶点O表示所述基站天线的天面中心,所述三角形AOC的顶点A表示所述预设低空区域中的第一位置点,所述三角形AOC的顶点C表示所述预设低空区域中的第二位置点;其中,所述第一位置点和所述第二位置点分别为根据所述天面中心、所述最大接入距离以及所述预设低空区域的垂直高度,确定的所述预设低空区域的最大高度上水平方向的最远接入点和所述预设低空区域的最小高度上水平方向的最远接入点;所述第一位置点与所述第二位置点的连线垂直于水平面;所述三角形AOC的边OA表示所述最大接入距离,所述三角形AOC的边AC表示所述预设低空区域的垂直高度;所述三角形AOC中还包括角AOC的角平分线OB,以及所述角平分线OB与所述边AC的交点B;角AOB表示所述最大电子倾角;
过所述顶点O作垂直于水平面的垂线DM,以及过所述顶点C作垂直于所述垂线DM的垂线CN,并记录所述垂线DM与所述垂线CN的交点G;其中,线段CG表示所述基站信号覆盖半径;线段OG表示所述基站高度;
过所述顶点O作垂直于所述角平分线OB的射线OE;其中,所述射线OE向背离所述线段CG的方向延伸,所述射线OE与所述垂线DM形成的角DOE表示所述机械倾角;
作所述顶点O到所述边AC的垂线OF。
2.根据权利要求1所述的基站规划参数的确定方法,其特征在于,所述天气余量包括:沙尘余量和雨雪余量中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的基站规划参数的确定方法,其特征在于,所述获取第一参数,包括:
根据预设链路预算公式和预设路径损耗公式,获取所述最大接入距离;
其中,所述预设链路预算公式中,所要计算的接收信号电平预设为基站的最小接入电平,用于计算所述接收信号电平的第二参数中,除路径损耗外,其他参数的数值已知;所述路径损耗公式中,用于计算所述路径损耗的第三参数中,除所述最大接入距离外,其他参数的数值已知。
4.根据权利要求1所述的基站规划参数的确定方法,其特征在于,所述根据所述几何模型,确定所述基站规划参数,包括:
在所述三角形AOC中,根据角ACO的正弦值与所述边OA的比值,和所述角AOC的正弦值与所述边AC的比值相等,获得角ACO的角度值;
在所述三角形AOC中,根据所述角ACO的角度值和所述角AOC的角度值,获得角OAC的角度值;
根据所述垂线DM与所述边AC的平行关系,确定角AOD与所述角OAC的角度值相同,并获得所述角AOD的角度值;
在直角BOE中,根据所述直角BOE、所述角AOD以及角AOB的角度值,获得角DOE的角度值;
将所述角DOE的角度值确定为所述机械倾角的角度值。
5.根据权利要求4所述的基站规划参数的确定方法,其特征在于,所述根据所述几何模型,确定所述基站规划参数,包括:
在三角形AOF中,根据直角AFO的正弦值与所述边OA的比值,和所述角OAC的正弦值与边OF的比值相等,获得所述边OF的长度;
将所述边OF的长度值确定为所述基站信号覆盖半径;
根据所述基站信号覆盖半径,确定所述站间距。
6.根据权利要求5所述的基站规划参数的确定方法,其特征在于,所述根据所述几何模型,确定所述基站规划参数,包括:
在所述三角形AOF中,根据勾股定理,获得边AF的长度值;
在所述边AC中,根据所述边AC的长度值和所述边AF的长度值,获得线段FC的长度值;
基于所述线段OG与所述线段FC为长方形OGCF中的一组对边,获得所述线段OG的长度值;
将所述线段OG的长度值确定为所述基站高度。
7.一种基站规划参数的确定装置,其特征在于,所述装置包括:
获取模块,用于获取第一参数;其中,所述第一参数包括:预设低空区域的垂直高度、基站天线的最大电子倾角和基站的最大接入距离;所述最大接入距离为基于链路预算确定的,在所述链路预算中至少包括天气余量;
确定模块,用于根据所述第一参数,确定基站规划参数;其中,所述基站规划参数包括:基站高度、基站天线的机械倾角和相邻两个基站之间的站间距;
所述确定模块包括:
模型构建单元,用于根据所述第一参数,构建几何模型;其中,所述几何模型中包括:用于所述第一参数的几何图形,和用于表示所述基站高度、所述机械倾角和基站信号覆盖半径的几何图形;
确定单元,用于根据所述几何模型,确定所述基站规划参数;
所述模型构建单元包括:
第一构建子单元,用于构建三角形AOC;其中,所述三角形AOC的顶点O表示所述基站天线的天面中心,所述三角形AOC的顶点A表示所述预设低空区域中的第一位置点,所述三角形AOC的顶点C表示所述预设低空区域中的第二位置点;其中,所述第一位置点和所述第二位置点分别为根据所述天面中心、所述最大接入距离以及所述预设低空区域的垂直高度,确定的所述预设低空区域的最大高度上水平方向的最远接入点和所述预设低空区域的最小高度上水平方向的最远接入点;所述第一位置点与所述第二位置点的连线垂直于水平面;所述三角形AOC的边OA表示所述最大接入距离,所述三角形AOC的边AC表示所述预设低空区域的垂直高度;所述三角形AOC中还包括角AOC的角平分线OB,以及所述角平分线OB与所述边AC的交点B;角AOB表示所述最大电子倾角;
第二构建子单元,用于过所述顶点O作垂直于水平面的垂线DM,以及过所述顶点C作垂直于所述垂线DM的垂线CN,并记录所述垂线DM与所述垂线CN的交点G;其中,线段CG表示所述基站信号覆盖半径;线段OG表示所述基站高度;
第三构建子单元,用于过所述顶点O作垂直于所述角平分线OB的射线OE;其中,所述射线OE向背离所述线段CG的方向延伸,所述射线OE与所述垂线DM形成的角DOE表示所述机械倾角;
第四构建子单元,用于作所述顶点O到所述边AC的垂线OF。
8.根据权利要求7所述的基站规划参数的确定装置,其特征在于,所述天气余量包括:沙尘余量和雨雪余量中的至少一个。
9.根据权利要求7所述的基站规划参数的确定装置,其特征在于,所述获取模块包括:
获取单元,用于根据预设链路预算公式和预设路径损耗公式,获取所述最大接入距离;
其中,所述预设链路预算公式中,所要计算的接收信号电平预设为基站的最小接入电平,用于计算所述接收信号电平的第二参数中,除路径损耗外,其他参数的数值已知;所述路径损耗公式中,用于计算所述路径损耗的第三参数中,除所述最大接入距离外,其他参数的数值已知。
10.根据权利要求7所述的基站规划参数的确定装置,其特征在于,所述确定单元包括:
第一确定子单元,用于在所述三角形AOC中,根据角ACO的正弦值与所述边OA的比值,和所述角AOC的正弦值与所述边AC的比值相等,获得角ACO的角度值;
第二确定子单元,用于在所述三角形AOC中,根据所述角ACO的角度值和所述角AOC的角度值,获得角OAC的角度值;
第三确定子单元,用于根据所述垂线DM与所述边AC的平行关系,确定角AOD与所述角OAC的角度值相同,并获得所述角AOD的角度值;
第四确定子单元,用于在直角BOE中,根据所述直角BOE、所述角AOD以及角AOB的角度值,获得角DOE的角度值;
第五确定子单元,用于将所述角DOE的角度值确定为所述机械倾角的角度值。
11.根据权利要求10所述的基站规划参数的确定装置,其特征在于,所述确定单元包括:
第六确定子单元,用于在三角形AOF中,根据直角AFO的正弦值与所述边OA的比值,和所述角OAC的正弦值与边OF的比值相等,获得所述边OF的长度;
第七确定子单元,用于将所述边OF的长度值确定为所述基站信号覆盖半径;
第八确定子单元,用于根据所述基站信号覆盖半径,确定所述站间距。
12.根据权利要求11所述的基站规划参数的确定装置,其特征在于,所述确定单元包括:
第九确定子单元,用于在所述三角形AOF中,根据勾股定理,获得边AF的长度值;
第十确定子单元,用于在所述边AC中,根据所述边AC的长度值和所述边AF的长度值,获得线段FC的长度值;
第十一确定子单元,用于基于所述线段OG与所述线段FC为长方形OGCF中的一组对边,获得所述线段OG的长度值;
第十二确定子单元,用于将所述线段OG的长度值确定为所述基站高度。
13.一种电子设备,其特征在于,包括处理器和存储器,所述存储器存储可在所述处理器上运行的程序或指令,所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的基站规划参数的确定方法的步骤。
14.一种可读存储介质,其特征在于,所述可读存储介质上存储程序或指令,所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的基站规划参数的确定方法的步骤。
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