CN114466366A - 一种天线权值优化方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了天线权值优化方法、装置及电子设备，属于通信技术领域。本发明提供的天线权值优化方法，在调整天线权值后，可以仿真计算目标区域内的接收信号质量，而不需要依靠人工操作的道路测试进行数据验证，提高了天线权值调整后的验证效率，进而提高权值优化效率。而且，在三维的场景下计算接收信号质量进行验证，换言之，考虑天线的覆盖区域时需要结合目标区域内的经度、纬度和海拔三组尺寸，因此，本申请对目标区域的接收信号质量的仿真计算具有更高地准确性，更契合覆盖场景的实际需求，进而更容易达到优化目的。

Description

一种天线权值优化方法、装置及电子设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种天线权值优化方法、装置及电子设备。

背景技术

随着5G的推广应用，在5G的覆盖区域内对信号质量的要求越来越高。可以通过改变5G信号内波束的权值，改变5G多通道天线的波束方向图，以在5G的覆盖区域内获取良好的信号质量。

目前，5G信号支持人工或者自适应的权值调整，经过参数组迭代后依靠人工操作的道路测试进行数据验证，即每次迭代后都需要进行道路测试验证5G的覆盖效果，导致费工费时，效率较低。

发明内容

为了解决现有5G信号在天线权值优化过程中费时费力的问题，本发明提供一种天线权值的优化方法、装置及电子设备。

第一方面，本发明提供一种天线权值优化方法，包括：获取天线权值的初始值；

根据所述初始值时，仿真计算目标区域内的接收信号质量，所述目标区域为所述天线预设覆盖的三维区域；

在所述目标区域内的接收信号质量不符合预设要求时，迭代调整天线权值，直至所述目标区域内的接收信号质量符合预设要求。

第二方面，本发明提供一种天线权值优化装置，包括：初始值获取模块，用于获取天线权值的初始值；

接收信号质量计算模块，用于根据所述初始值时，计算目标区域内的接收信号质量，所述目标区域为所述天线预设覆盖的三维区域；

调整模块，用于在所述目标区域内的接收信号质量不符合预设要求时，迭代调整天线权值，直至所述目标区域内的接收信号质量符合预设要求。

第三方面，本发明提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

相对于现有技术中，每次对天线权值迭代后都需要进行道路测试验证，导致费时费力的问题。本发明提供一种天线权值优化方法，在调整天线权值后，可以仿真计算目标区域内的接收信号质量，而不需要依靠人工操作的道路测试进行数据验证，提高了天线权值调整后的验证效率，进而提高权值优化效率。而且，现有技术中依靠人工操作的道路测试进行数据验证是在道路上测试，也就是在二维的场景下进行验证，而本申请是在三维的场景下计算接收信号质量进行验证，换言之，考虑天线的覆盖区域时需要结合目标区域内的经度、纬度和海拔三组尺寸，因此，本申请对目标区域的接收信号质量的仿真计算具有更高地准确性，更契合覆盖场景的实际需求，进而更容易达到优化目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一中天线权值优化方法的流程图；

图2为本发明实施例一中将目标区域立体栅格化的示意图；

图3为本发明实施例一中根据以载干比为横轴、采样点数量为纵轴得到的正态分布曲线图；

图4为本发明实施例一中基于基因迭代的目标区域内所有不良业务量的收敛图；

图5为本发明实施例二的天线权值优化装置的模块示意图。

附图标记：

300-优化装置；310-初始值获取模块；320-接收信号质量计算模块；330-调整模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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。

实施例一

如上述所提，现有技术中，为了针对性地调整权值，往往需要结合反复的道路测试实现网络覆盖最优的效果。然而，人工操作的道路测试费时费力，且由于道路测试仅需要结合经度、纬度确定覆盖效果，对海拔的变化忽略，从而导致依靠道路测试的验证不能完全满足实际使用要求。

为此，本发明实施例提供一种天线权值的优化方法，不仅能够解决天线权值优化过程中依然人工操作费时费力的问题，也解决了在道路上测试进行数据验证不能完全契合实际使用场景的问题。

本发明实施例提供的天线权值优化方法，如图1所示，包括：

S104：获取天线权值的初始值；

S106：根据所述初始值时，仿真计算目标区域内的接收信号质量，所述目标区域为所述天线预设覆盖的三维区域；

S108：在所述目标区域内的接收信号质量不符合预设要求时，迭代调整天线权值，直至所述目标区域内的接收信号质量符合预设要求。

本发明实施例的天线权值优化方法，在调整天线权值后，可以仿真计算目标区域内的接收信号质量，而不需要依靠人工操作的道路测试进行数据验证，提高了天线权值调整后的验证效率，进而提高权值优化效率；而且，目标区域为天线预设覆盖的三维区域，也就是天线应当覆盖或预期需要被覆盖的区域是三维区域，换言之，考虑天线的覆盖区域时需要结合目标区域内的经度、纬度和海拔三组尺寸，因此，本发明实施例对目标区域的接收信号质量的仿真计算具有更高地准确性，更契合覆盖场景的实际需求，进而更容易达到优化目的。

其中，S104中，获取天线权值的初始值，该初始值可以是随机获取的，也可以是根据经验确定适用范围较大的值，还可是从表1中5G典型的波束管理方案中随机获取的。具体的，以5G在SUB 6GHz采用64T64R射频模块为例，利用4×8波束矩阵可以实现包含8种水平波束、4种垂直波束，其中，若干波束采用表1中的一种配置、另一部分波束采用表1中的其他配置，并以此为天线权值的初始值。

表1

在S106之前，还包括S102：获取目标区域的三维测量定位数据，基于所述三维测量定位数据将目标区域立体栅格化。具体的，可以将三维区域划分成多个连续的立体栅格，每个立体栅格的体积相同。如图2所示，为将目标区域栅格化呈12个立体栅格的示意图。

对应的，在S106中，包括：获取各栅格的接收信号质量，确定目标区域的接收信号质量。显然，可以综合各栅格的接收信号质量，例如将各栅格的接收信号质量加权平均，确定目标区域的接收信号质量；或者是，获取各栅格的不良业务量，对各栅格的不良业务量求和确定目标区域的不良业务量。

具体的，各栅格内包括多个服务小区，可以获取各服务小区的接收信号质量后，综合多个服务小区的接收信号质量确定各栅格的接收信号质量。通常，在一个服务小区内包括至少一个采样点，可根据服务小区内各采样点的接收信号质量确定各服务小区的信号质量。

本发明实施例中，在S106中，计算各栅格的接收信号质量，可以包括：计算各栅格的不良业务量，并基于所述不良业务量确定所述各栅格的接收信号质量。也就是，以栅格内不良业务量的大小表征格式的接收信号质量好话。当然，实际应用中，计算各栅格的接收信号质量，可以包括：确定栅格内的良好业务量占栅格内总业务量的比值，根据该比值确定各栅格的接收信号质量，也就是以栅格内的良好业务量的占比表征栅格的接收信号质量。

在106中，计算各栅格的不良业务量，具体包括S1062、S1064、S1066、S1068。

S1062：计算所述栅格内的各采样点的载干比值，所述载干比值为各采样点所在的服务小区电平与邻小区电平之差。原则上每一个采样点都包含服务小区电平和n个邻小区电平，两者相减则可以计算出每个采样点中n对载干比值C/I(Carrier energy/Interference energy)，其中载干比值C/I是反映接收信号质量的关键指标。

S1064：以载干比为横轴、数量为纵轴建立坐标系，根据所述栅格内的各采样点的载干比值建立正态分布图。

如图3所示，以C/I为横轴、以数量累计为纵轴，将C/I采样点撒在坐标系中，据此建立正态分布模型。

S1066：基于预设的载干门限值，根据所述正态分布图计算所述栅格的差载干比概率，所述差载干比概率为所述正态分布图内载干比值与平均值之差小于所述预设的载干门限值的区域面积占比。其中，预设的载干门限值为可以5dB、6dB或7dB。

如图3所示，图中正态分布的各个点可以理解为邻小区(称为B小区)对采样点所在的小区(称为A小区)干扰的概率，由于A小区与B小区的电平差值越小，说明两者的电平越接近，B小区就越容易对A小区产生干扰，因此，为了获取良好的接收信号质量，图XX中的B区域的采样点的接收信号质量更好，A区域的采样点的接收信号质量更差。

如图3所示，图中MEAN为平均值，STD为方差，预设的载干门限值为6dB，以平均值MEAN向右侧增加预设的载干门限值，也就是平均值MEAN加上6dB为界，由此分为A区域和B区域。由于预设的载干门限值为6dB，也就是取6Db为频率干扰保护值，由此，图3中左侧A区域的面积占总面积的比例，即为栅格的差载干比概率(差C/I概率)。

S1068：基于所述栅格的差载干比概率，与所述栅格内的采样点个数，计算栅格的不良业务量。具体包括：获取栅格内各服务小区的采样点数量和差C/I概率；将各服务小区的采样点数量和差C/I概率求积，得到服务小区的不良业务量；对所有服务小区的不良业务量求和，得到栅格的不良业务量。

在计算出各栅格的不良业务量之后，在S106中，可以对目标区域内的各栅格的不良业务量求和，得到目标区域内的全量不良业务量。

表2示出了依据图3的正态分布图获取到栅各栅格内各采样点内的差C/I概率模型表，为了计算各栅格的不良业务量，需要将先获取各服务小区内采样点个数与差C/I概率求积获取到各服务小区的不良业务量后，对栅格内的所有服务小区的不良业务量求和，得到栅格的不良业务量。

表2

栅格内的不良业务量Bd＝∑(栅格内各服务小区采样点个数*对应的差C/I概率)，对应的，目标区域的不良业务量为∑(Bd)＝各栅格的不良业务量之和。

在S108中，迭代调整天线权值参数包括：基于基因叠算法，调整天线权值。该天线权值至少包括以下一种：水平波宽、垂直波宽、下倾角或方位角。

由此，本发明实施例中，以天线权值为输入，以仿真预测获得的立体栅格所有不良业务量占比为输出，以目标区域内整体不良业务量之和最低为目标，采用基因算法迭代权值组合，直至收敛为止。图4示出了基于基因迭代的目标区域内所有不良业务量的收敛图。

需要说明的是，本发明实施例的天线权值为5G信号的天线权值，对应的，接收信号质量为用户对5G信号的接收信号质量，不良业务量也是5G信号的不良业务量。

上述S102中，具体包括S1022、S1024和S1026。

S1022：基于时间提前量和到达角，确定终端的二维定位坐标。参考时间提前量TA(Timing Advance)字段和到达角AOA(Angle of Arrival)可以模糊定位采样点的二维坐标位置。

S1024：根据二维定位坐标，结合多波束矢量交叉，确定初步三维测量定位数据。考虑到5G新增波束标识ID，利用TA+AOA形成的平面坐标立体投影(二维定位坐标)与多波束矢量交叉实现3D化定位(初步三维测量定位数据)。

S1026：结合预先获取的确定性定位数据，对所述初步三维测量定位数据进行纠正，获取所述目标区域内的三维测量定位数据。其中，确定性定位数据可以是由指纹库获取的，从该指纹库中获取一些确定性的带有坐标和高度的采样点进行回填，从而对初步三维测量定位数据进行纠正。具体的，可以采用领域BP神经网训练算法，结合指纹库中一些确定性的带有坐标和高度的采样点，对初步三维测量定位数据进行纠正，得到目标区域内的三维测量定位数据。

需要说明的是，在S102中，还包括：对三维测量定位数据进行数据清洗，去除干扰样本点，获取有效的三维测量定位数据。基于有效的三维测量定位数据将目标区域立体栅格化，可以减少立体栅格化的工作量。去除的干扰样本点包括：坐标坐标距离服务小区超过1.5公里范围；坐标距离采样点前6强邻小区超过3公里范围；邻小区信号强度高于主服信号强度；邻小区信号强度低于-124dBm；坐标、高度、服务小区电平、邻小区电平不完整。

本发明实施例中，采样点为MR(Measurement Report，测量包括)采样点。

相对于现有技术中，每次对天线权值迭代后都需要进行道路测试验证，导致费时费力的问题。本发明实施例提供一种天线权值优化方法，在调整天线权值后，可以仿真计算目标区域内的接收信号质量，而不需要依靠人工操作的道路测试进行数据验证，提高了天线权值调整后的验证效率，进而提高权值优化效率。而且，现有技术中依靠人工操作的道路测试进行数据验证是在道路上测试，也就是在二维的场景下进行验证，而本发明实施例是在三维的场景下计算接收信号质量进行验证，换言之，考虑天线的覆盖区域时需要结合目标区域内的经度、纬度和海拔三组尺寸，因此，本发明实施例对目标区域的接收信号质量的仿真计算具有更高地准确性，更契合覆盖场景的实际需求，进而更容易达到优化目的。

实施例二

以上为本发明实施例提供的一种天线权值优化方法，基于同样的思路，本发明实施例还提供一种天线权值优化装置500，如图5所示，包括：

初始值获取模块510，用于获取天线权值的初始值；

接收信号质量计算模块520，用于根据所述初始值时，计算目标区域内的接收信号质量，所述目标区域为所述天线预设覆盖的三维区域；

调整模块530，用于在所述目标区域内的接收信号质量不符合预设要求时，迭代调整天线权值，直至所述目标区域内的接收信号质量符合预设要求。

天线权值优化装置500，还包括：

栅格化模块，用于获取目标区域的三维测量定位数据，基于所述三维测量定位数据将目标区域立体栅格化；

所述接收信号质量计算模块，具体用于获取各栅格的接收信号质量，确定所述目标区域的接收信号质量。

所述接收信号质量计算模块，具体用于计算各栅格的不良业务量，并基于所述不良业务量确定所述各栅格的接收信号质量。

所述接收信号质量计算模块，包括：

载干比值计算子模块，用于计算所述栅格内的各采样点的载干比值，所述载干比值为各采样点所在的服务小区电平与邻小区电平之差；

正态分布图建立子模块，用于以载干比为横轴、数量为纵轴建立坐标系，根据所述栅格内的各采样点的载干比值建立正态分布图；

差载干比概率计算子模块，用于基于预设的载干门限值，根据所述正态分布图计算所述栅格的差载干比概率，所述差载干比概率为所述正态分布图内载干比值与平均值之差小于所述预设的载干门限值的区域面积占比；

不良业务计算子模块，用于基于所述栅格的差载干比概率，与所述栅格内的采样点个数，计算栅格的不良业务量。

所述天线权值为5G信号的天线权值，所述接收信号质量为5G信号的接收信号质量。

所述调整模块，具体用于基于基因迭代算法，调整所述天线权值，所述天线权值至少包括以下一种：水平波宽、垂直波宽、下倾角或方位角。

所述栅格化模块，具体用于：

基于时间提前量和到达角，确定终端的二维定位坐标；

根据二维定位坐标，结合多波束矢量交叉，确定初步三维测量定位数据；

结合预先获取的确定性定位数据，对所述初步三维测量定位数据进行纠正，获取所述目标区域内的三维测量定位数据。

本发明实施例提供一种天线权值优化装置500，本发明实施例提供的天线权值优化装置还可以执行图1中天线权值优化方法的步骤，并实现在图1所示实施例的功能，在此不再赘述。

实施例三

本发明实施例提供一种电子设备，该电子设备包括存储器、处理器和存储在存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，该计算机程序被所述处理器执行时实现实施例一中所述的方法的步骤。

实施例四

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述业务调用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。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。

本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，可以接收请求端设备发送的请求协议报文，通过预设的格式转换配置将请求协议报文转换为目标识别格式的调用参数，该目标识别格式的调用参数能够为目标组件调用执行，再通过该目标识别格式的调用参数调用目标组件执行目标服务。这样，通过将服务端设备的通信过程和业务逻辑分离，服务端设备通过接入设备与请求端设备通信，由接入设备将各种通信协议的报文统一转为为内部可以识别的调用参数，并基于该调用参数执行服务调用，从而使服务端设备可以支持各种通信协议的外围设备接入，不需要针对各个设备系统进行接口的硬编码以及协议解析、报文处理、协议返回等过程的编码开发，支持多种通信协议接入，降低了开发及更新编码的工作量，缩短了开发周期。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的定界，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种天线权值优化方法，其特征在于，包括：

获取天线权值的初始值；

根据所述初始值时，仿真计算目标区域内的接收信号质量，所述目标区域为所述天线预设覆盖的三维区域；

在所述目标区域内的接收信号质量不符合预设要求时，迭代调整天线权值，直至所述目标区域内的接收信号质量符合预设要求。

2.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，在所述计算目标区域内的接收信号质量之前，包括：

获取目标区域的三维测量定位数据，基于所述三维测量定位数据将目标区域立体栅格化；

所述仿真计算目标区域内的接收信号质量，包括：

获取各栅格的接收信号质量，确定所述目标区域的接收信号质量。

3.根据权利要求2所述的优化方法，其特征在于，所述计算各栅格的接收信号质量，包括：计算各栅格的不良业务量，并基于所述不良业务量确定所述各栅格的接收信号质量。

4.根据权利要求3所述的优化方法，其特征在于，所述计算各栅格的不良业务量，包括：

计算所述栅格内的各采样点的载干比值，所述载干比值为各采样点所在的服务小区电平与邻小区电平之差；

以载干比为横轴、采样点数量为纵轴建立坐标系，根据所述栅格内的各采样点的载干比值建立正态分布图；

基于预设的载干门限值，根据所述正态分布图计算所述栅格的差载干比概率，所述差载干比概率为所述正态分布图内载干比值与平均值之差小于所述预设的载干门限值的区域面积占比；

基于所述栅格的差载干比概率，与所述栅格内的采样点个数，计算栅格的不良业务量。

5.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述天线权值为5G信号的天线权值，所述接收信号质量为5G信号的接收信号质量。

6.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述迭代调整天线权值参数，包括：

基于基因迭代算法，调整所述天线权值，所述天线权值至少包括以下一种：水平波宽、垂直波宽、下倾角或方位角。

7.根据权利要求2所述的优化方法，其特征在于，所述获取目标区域的三维测量定位数据，包括：

基于时间提前量和到达角，确定终端的二维定位坐标；

根据二维定位坐标，结合多波束矢量交叉，确定初步三维测量定位数据；

结合预先获取的确定性定位数据，对所述初步三维测量定位数据进行纠正，获取所述目标区域内的三维测量定位数据。

8.一种天线权值优化装置，其特征在于，包括：

初始值获取模块，用于获取天线权值的初始值；

接收信号质量计算模块，用于根据所述初始值时，计算目标区域内的接收信号质量，所述目标区域为所述天线预设覆盖的三维区域；

调整模块，用于在所述目标区域内的接收信号质量不符合预设要求时，迭代调整天线权值，直至所述目标区域内的接收信号质量符合预设要求。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

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