CN115580886A - 5g无线直放站智能寻优系统及方法 - Google Patents

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胡雅静
辛立峰
乌恩奇
桑桥
孙健
李彬
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Abstract

本发明公开了一种5G无线直放站智能寻优系统及方法，包括施主天线和5G无线直放站，施主天线由多波束透镜天线和波束选择装置组成；5G无线直放站包括智能波束寻优模块；施主天线通过射频电缆与5G无线直放站上的施主天线口相连接。本发明的优点在于利用多波束透镜天线、波束选择装置、智能波束寻优模块，根据信源基站的信号强度、干扰强度、PRB利用率等因素，实现在120°范围内智能寻找最优信源基站，自主选择最佳的施主天线朝向；在当前施主天线朝向的信号变弱后，还可重新自动选择多波束透镜天线中信号质量较好的波束，解决了传统施主天线覆盖方向受限，无法灵活调整的问题。

Description

5G无线直放站智能寻优系统及方法
技术领域
本发明涉及5G移动通信领域，尤其是涉及5G无线直放站智能寻优系统及方法。
背景技术
5G移动通信网络具有高速、泛在、低功耗和低时延的显著技术优势，随着运营商的投资建设，整体网络架构逐步完善。但是由于5G频段较高、传播损耗大，一些特殊场景，如商务楼宇、居民住宅和地停等场景存在覆盖弱区，需要一些5G无线直放站来解决室内场景的基站弱覆盖问题。是5G网络建设中不可或缺的低成本建设手段。
5G无线直放站是指通过无线耦合的方式将信源基站的信号进行转发和放大的一种有源设备。目前传统的5G无线直放站是通过室外固定的定向天线作为施主天线接收来自信源基站的信号，再通过5G无线直放站转发后通过重发天线接口接入室内覆盖系统或室内天馈等其他覆盖系统。传统的施主天线是固定安装、固定朝向，所以在建设初期需评估最合适的施主天线朝向与机械下倾角，才能获得质量最佳的信源基站传来的信号，灵活度较低。在固定安装后，若信源基站进行了覆盖方向的变更或周边出现了质量更佳的信源基站，当前施主天线无法及时更新朝向，将会直接影响5G无线直放站的覆盖质量和客户感知。
发明内容
本发明目的在于提供一种5G无线直放站智能寻优系统，本发明的另一目的在于提供一种5G无线直放站智能寻优方法，用于解决施主天线灵活度低，无法及时更新朝向与机械下倾角，导致5G无线直放站的覆盖质量不佳的问题。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述的5G无线直放站智能寻优系统，包括施主天线和5G无线直放站，所述施主天线由多波束透镜天线和波束选择装置组成；所述5G无线直放站包括智能波束寻优模块；施主天线通过射频电缆与5G无线直放站上的施主天线口相连接。即与现有技术相比，选择了多波束透镜天线，并增加了波束选择装置和智能波束寻优模块。
进一步地，所述多波束透镜天线为智能多波束龙伯透镜天线，在120°范围内均匀分布6个3dB水平/垂直波瓣宽度为12°的窄波束，每个波束分别输出2个射频端口，共12个端口；12个端口由所述波束选择装置控制。即多波束透镜天线可以从多个方向接收信源基站的信号。
进一步地，所述智能波束寻优模块依据所述施主天线覆盖方向PSS相关峰电平值、SINR值，以及施主小区的PRB利用率对所述多波束透镜天线每个波束的信号质量进行判别，选择信号质量最好的波束作为施主天线信号，由所述波束选择装置选择所述波束端口将射频信号通过所述射频电缆传送至所述5G无线直放站。即智能波束寻优模块从多个波束中选择信号最好的波束作为5G无线直放站的输入信号，解决了传统施主天线无法灵活调整的弊端。
进一步地，所述PRB利用率通过网管系统获取。
本发明所述的一种5G无线直放站智能寻优方法，包括以下步骤：
S1，测量多波束透镜天线每个波束信号接收信源基站无线信号的PSS相关峰电平值、SINR值、PRB利用率；
S2，按照规则选择信号质量最优的波束，记录所述最优波束对应的信源基站；
S3，将最优波束作为所述多波束透镜天线的射频信号输出源发送至5G无线直放站；
S4，当最优波束PSS值低于阈值或PRB值高于阈值持续时间达到阈值后，重复执行S1至S3步，寻找最优波束。
进一步地，S2步中所述规则包括：按照多波束透镜天线每个波束信号的PSS峰值电平、SINR值从高到低、施主小区的PRB利用率从低到高进行排序，选择PSS峰值电平值、SINR值最高、PRB利用率相对低的波束作为所述最优波束。
本发明的优点在于利用多波束透镜天线、波束选择装置、智能波束寻优模块，根据信源基站的信号强度、干扰强度、PRB利用率等因素，实现在120°范围内智能寻找最优信源基站，解决了传统施主天线覆盖方向受限，无法灵活调整的问题。同时本发明也无需人工调节施主天线的机械朝向，可直接通过5G无线直放站的智能波束寻优模块检查施主天线的最优朝向，并自主选择最佳的施主天线朝向；在当前施主天线朝向的信号变弱后，还可重新自动选择多波束透镜天线中信号质量较好的波束，起到增强信号接收效果。
附图说明
图1是本发明所述传统5G通讯示意图。
图2是本发明所述系统在5G通讯中的示意。
图3是本发明所述系统框图。
图4是本发明所述方法流程图。
具体实施方式
下面将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。
如图1所示，在传统5G网络通讯中，施主天线2接收信源基站1的信号后，发送给5G无线直放站3，5G无线直放站3将接收到的信号放大后，由室内覆盖系统4转发，供终端设备5，如手机使用。网管中心6用于监控和管理5G网络通讯的整个环节。在图1中，施主天线2覆盖方向受限，无法灵活调整，在固定安装后，若信源基站进行了覆盖方向的变更或周边出现了质量更佳的信源基站，当前施主天线无法及时更新朝向，将会直接影响5G无线直放站的覆盖质量和客户感知。
为解决传统施主天线2覆盖方向受限，无法灵活调整的问题，如图2所示，本发明在图1所示的传统5G网络通讯中采用多波束透镜天线系统作为施主天线2，配合包含智能波束寻优模块7的5G无线直放站5，形成可智能寻优5G无线直放站系统。
如图3所示，本发明所述的5G无线直放站智能寻优系统，包括施主天线和5G无线直放站，所述施主天线由多波束透镜天线和波束选择装置组成；所述5G无线直放站包括智能波束寻优模块；施主天线通过射频电缆与5G无线直放站上的施主天线口相连接。波束透镜天线为智能多波束龙伯透镜天线，在120°范围内均匀分布6个3dB水平/垂直波瓣宽度为12°的窄波束，每个波束分别输出2个射频端口，共12个端口；12个端口由所述波束选择装置控制。即多波束透镜天线可以从多个方向接收信源基站的信号。
智能波束寻优模块通过轮询算法，按顺时针方法对多波束透镜天线的每个波束分别测量，依据施主天线覆盖方向PSS相关峰电平值、SINR值，以及施主小区的PRB利用率对多波束透镜天线每个波束的信号质量进行判别，选择信号质量最好的波束作为施主天线信号。PRB利用率通过可网管系统获取。施主小区是指施主天线接收到无线信号的信源基站的小区。
之后通过指令控制波束选择装置选择该波束端口，将该波束端口的射频信号通过射频电缆传送至5G无线直放站。再由5G无线直放站进行相应的放大转发，以覆盖信号较弱的区域。解决了传统施主天线无法灵活调整的弊端。
本发明所述的5G无线直放站智能寻优方法，包括以下步骤：
S1，测量多波束透镜天线每个波束信号接收信源基站无线信号的PSS相关峰电平值、SINR值、PRB利用率；
S2，按照规则选择信号质量最优的波束，记录所述最优波束对应的信源基站；其中具体规则包括：将收集到的多波束透镜天线的每个波束信号的PSS相关峰电平值、SINR值和对应施主小区的PRB利用率的数据，按照PSS相关峰值电平、SINR值从高到低、PRB利用率从低到高进行排序，选择PSS相关峰值电平值、SINR值最高、PRB利用率相对低的波束作为最优波束。
S3，将最优波束作为所述多波束透镜天线的射频信号输出源发送至5G无线直放站；
S4，当最优波束PSS值低于阈值或PRB值高于阈值持续时间达到阈值后，重复执行S1至S3步，寻找最优波束。
如图4所示，具体实施过程如下：
步骤1，多波束透镜天线接收天线前方120°范围内的 NR（信源基站）宏站信号，智能波束寻优模块通过轮询算法，获取多波束透镜天线PSS的相关峰电平值、SINR值，以及PRB利用率等对多波束透镜天线每个波束的信号质量进行判别，其中，PRB利用率从网管系统中直接获取。智能波束寻优模块按照顺时针方向对多波束透镜天线中的每个波束分别测量，记录为PSS、SINR、和PRB。
步骤2，智能波束寻优模块根据测量得到的PSS、SINR、和PRB数据，按照规则判断出最优波束，并记录最优波束的信源基站的相关信息。
步骤3，智能波束寻优模块发送指令到控制波束选择装置，控制多波束透镜天线切换到最优波束射频端口，使得最优波束接收到的信源基站信号成为多波束透镜天线的射频信号输出源。多波束透镜天线通过射频电缆与5G无线直放站上的施主天线口相连接。5G无线直放站通过双工滤波器模块接收到多波束透镜天线传输的信号，进行相应射频放大后由覆盖天线进行发射，以覆盖信号较弱的区域。
步骤4，智能波束寻优模块还通过实时监测5G无线直放站从施主天线口输入的射频信号的PSS值 、SINR值以及PRB利用率，如果PSS值低于某一阈值或者PRB利用率高于某一阈值，并持续一定时间（如15分钟），则重新寻找最优波束。

Claims (6)

1.一种5G无线直放站智能寻优系统，包括施主天线和5G无线直放站，其特征在于：所述施主天线由多波束透镜天线和波束选择装置组成；所述5G无线直放站包括智能波束寻优模块；施主天线通过射频电缆与5G无线直放站上的施主天线口相连接。
2.根据权利要求1所述的5G无线直放站智能寻优系统，其特征在于：所述多波束透镜天线为智能多波束龙伯透镜天线，在120°范围内均匀分布6个3dB水平/垂直波瓣宽度为12°的窄波束，每个波束分别输出2个射频端口，共12个端口；12个端口由所述波束选择装置控制。
3.根据权利要求1所述的5G无线直放站智能寻优系统，其特征在于：所述智能波束寻优模块依据所述施主天线覆盖方向PSS相关峰电平值、SINR值，以及施主小区的PRB利用率对所述多波束透镜天线每个波束的信号质量进行判别，选择信号质量最好的波束作为施主天线信号，由所述波束选择装置选择所述波束端口将射频信号通过所述射频电缆传送至所述5G无线直放站。
4.根据权利要求3所述的5G无线直放站智能寻优系统，其特征在于：所述PRB利用率通过网管系统获取。
5.一种5G无线直放站智能寻优方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1，测量多波束透镜天线每个波束信号接收信源基站无线信号的PSS相关峰电平值、SINR值、PRB利用率；
S2，按照规则选择信号质量最优的波束，记录所述最优波束对应的信源基站；
S3，将最优波束作为所述多波束透镜天线的射频信号输出源发送至5G无线直放站；
S4，当最优波束PSS值低于阈值或PRB值高于阈值持续时间达到阈值后，重复执行S1至S3步，寻找最优波束。
6.根据权利要求5所述的一种5G无线直放站智能寻优方法，其特征在于：S2步中所述规则包括：按照多波束透镜天线每个波束信号的PSS峰值电平、SINR值从高到低、施主小区的PRB利用率从低到高进行排序，选择PSS峰值电平值、SINR值最高、PRB利用率相对低的波束作为所述最优波束。
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