专利名称：用于全网小区覆盖规划的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信技术领域，尤其是指一种用于全网小区覆盖规划的方法及系统。
背景技术：
蜂窝移动通信采用小区制组网模式，全网覆盖是由各个小区的覆盖组成的，理想网络的覆盖可以用“不多不少”来概括，就是覆盖刚刚好。所谓“多”就是过覆盖，“少”就是欠覆盖，总体要求是精确覆盖。在GSM网络发展的目前阶段，欠覆盖的情况较少，更多是过覆盖和覆盖混乱。随着频率复用系数的降低，这加剧了网络的同、邻频干扰，增加了网络干 扰底噪，例如以前_95dBm通话良好,而现在-90dBm通话质量就开始恶化。因此,覆盖优化是无线优化的核心。现有技术移动通信中，主要通过基站功率、天线高度及倾角等确定小区的覆盖范围，然后利用MR (Measure Result)数据、路测数据和扫频数据等反映网络在小区的覆盖情况。然而,现有技术用于确定小区覆盖范围的方式,普遍存在过覆盖和覆盖混乱的情况，还缺少一种能够使移动通信的全网小区达到最优化覆盖的最佳规划方式。
发明内容
本发明技术方案的目的是提供一种用于全网小区覆盖规划的方法及系统，能够使移动通信的全网小区实现最优化覆盖，解决现有技术所存在的过覆盖和覆盖混乱的情况。为实现上述目的，本发明技术方案的一方面提供一种用于全网小区覆盖规划的方法，所述方法包括步骤一,获取基站的位置信息；步骤二，根据所述位置信息，采用泰森多边形原理确定所述基站的覆盖范围和所述基站内小区的覆盖范围，其中所述基站的覆盖范围为第一计算范围，所述小区的覆盖范围为第二计算范围；步骤三，根据MR测量报告，对所述第一计算范围和所述第二计算范围进行调整，获得所述基站的实际覆盖范围和所述小区的实际覆盖范围。优选地，上述所述的方法，所述步骤二中，所述第一计算范围内仅包括一个所述基站，所述第一计算范围内的位置点到所述基站的距离小于所述位置点到相邻基站的距离，且所述第一计算范围的边界位置点到所述基站的距离等于所述边界位置点到所述相邻基站的距离。优选地，上述所述的方法，所述步骤二中，确定所述基站内小区的覆盖范围，包括步骤二 A，根据所述位置信息和所述基站内小区的方向矢量，计算所述基站内不共站小区的覆盖范围；
步骤二 B，根据所述位置信息和所述基站内小区的方向矢量，计算所述基站内共站小区的覆盖范围。优选地，上述所述的方法，所述步骤二 A中，计算所述基站内不共站小区的覆盖范围的步骤包括利用所述位置信息和所述基站内小区的方向矢量，对小区的经纬度进行偏置，偏置公式为偏置后经度[X]+DX Sin ([BER] X 3. 14159/180)；偏置后纬度[Y]+DXCos([BER] X 3. 14159/180)；其中[X]，[Y]分别为所述位置信息所包括的经度和纬度；D为偏置距离；[BER]为小区方位角； 根据所述偏置后经度、所述偏置后纬度和所述小区方位角，确定所述第二计算范围。优选地，上述所述的方法，所述步骤二 B中，计算所述基站内共站小区的覆盖范围的步骤包括步骤A，判断所述基站的第一频段和第二频段的位置信息是否相同，所述基站内小区相对于所述第一频段的方向角和相对于所述第二频段之间的方向角的差值是否位于预定角度之内；步骤B，当所述第一频段和所述第二频段的位置信息相同，且所述基站内小区相对于所述第一频段的方向角和相对于所述第二频段的方向角的差值位于所述预定角度之内时，则所述基站内小区相对于所述第一频段的覆盖范围和相对于所述第二频段的覆盖范围相同；步骤C，当所述第一频段和所述第二频段的位置信息相同，但所述基站内小区相对于所述第一频段的方向角和相对于所述第二频段的方向角的差值大于所述预定角度时，则所述基站内小区相对于所述第一频段的覆盖范围和相对于所述第二频段的覆盖范围不同。优选地，上述所述的方法，所述步骤二之后还包括计算所述基站内相邻小区间的重叠覆盖距离；其中所述重叠覆盖距离W =行车速度VX切换时间s X 2。优选地，上述所述的方法，所述步骤二之后还包括计算所述第二计算范围的覆盖面积；计算所述第二计算范围的覆盖距离R，其中所述覆盖距离R为与所述第二计算范围的覆盖面积具有相同面积的圆的直径值，或者所述覆盖距离R为所述第二计算范围上最远边界位置点与所述基站内小区之间的距离。优选地，上述所述的方法，所述步骤二之后还包括 计算所述基站的天线下倾角。优选地，上述所述的方法，根据预定时间内的MR测量报告，当所述基站内小区发出的MR测量报告数目大于所接收的MR测量报告数目时，则增大所述第二计算范围，获得所述小区的实际覆盖范围；当所述基站内小区发出的MR测量报告数目小于所接收的MR测量报告数目时，则减小所述第二计算范围，获得所述小区的实际覆盖范围。本发明另一方面还提供一种用于全网小区覆盖规划的系统，所述系统包括
读取单元，获取基站的位置信息；
计算单元，用于根据所述位置信息，采用泰森多边形原理确定所述基站的覆盖范围和所述基站内小区的覆盖范围，其中所述基站的覆盖范围为第一计算范围，所述小区的覆盖范围为第二计算范围；
调整单元，用于根据MR测量报告，对所述第一计算范围和所述第二计算范围进行调整，获得所述基站的实际覆盖范围和所述小区的实际覆盖范围。
本发明具体实施例上述技术方案中的至少一个具有以下有益效果
所述方法及系统，采用泰森多边形原理计算全网基站内覆盖小区的理想覆盖范围，然后对理想覆盖范围进行数据修正，提供一种系统化的全网小区覆盖规划的方式，且能够实现全网小区的最优化覆盖，能够解决现有技术所存在的过覆盖和覆盖混乱的情况。
图1为本发明具体实施例所述方法的流程示意图2为根据本发明具体实施例所述方法，形成全网覆盖小区内各基站的理想覆盖范围的示意图3为根据本发明具体实施例所述方法，形成基站内小区的理想覆盖范围的示意图4为用于说明本发明具体实施例所述方法，确定基站内小区的理想覆盖范围的覆盖面积的不意图5为用于说明本发明具体实施例所述方法，用于确定基站内小区的理想覆盖范围的覆盖距离的示意图6为用于说明本发明具体实施例所述方法，用于确定基站内小区间重叠覆盖区的不意图7为本发明具体实施例所述系统的结构示意图。
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，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
本发明具体实施例所述用于全网小区覆盖规划的方法及系统，采用泰森多边形原理计算全网基站内覆盖小区的理想覆盖范围，然后对理想覆盖范围进行数据修正，因此提供一种系统化的全网小区覆盖规划的方法，且能够实现全网小区的最优化覆盖，解决现有技术所存在的过覆盖和覆盖混乱的情况。
如图1为本发明具体实施例所述全网小区覆盖规划的方法的流程图，如图所示， 所述方法包括步骤
S110,获取基站的位置信息；
S120，根据所述位置信息，采用泰森多边形原理确定所述基站的覆盖范围和所述基站内小区的覆盖范围，其中所述基站的覆盖范围为第一计算范围，所述小区的覆盖范围为第二计算范围；
S130，根据MR测量报告，对所述第一计算范围和所述第二计算范围进行调整，获得所述基站的实际覆盖范围和所述小区的实际覆盖范围。
在二维空间中，泰森(Thiessen)多边形也称为Voronoi图。Voronoi图是平面的一个划分，Voronoi图控制点集P = {pi, p2, . . . , pn}中的任意两点都不共位,且任意四点不共圆。基于泰森多边形原理确定基站的理想覆盖区域，从几何角度来看，相邻两基站的分界线是两点之间连线的垂直平分线，将全平面分为两个半平面，各半平面中任何一点与本半平面内基站的间隔都要比到另一基站间隔小。当基站数量在二个以上时，全平面会划分为多个包罗一个基站的区域，区域中任何一点都与本区域内基站间隔最近，该各个区域可以看作是基站的覆盖区域。
如图2为根据泰森多边形原理，形成全网覆盖小区(区域A)内各基站的理想覆盖范围的结构示意图，每一基站的理想覆盖范围形成为一泰森多边形,呈凸多边形结构。
其中，依据泰森多边形原理，任一基站pi所形成的呈凸多边形结构的理想覆盖范围具有以下特点
每一呈凸多边形结构的理想覆盖范围内仅包括一个基站pi ;
在基站pi的理想覆盖范围内，每一位置点到该基站pi的距离都小于该位置点到相邻基站Pj的距尚;·
在基站的理想覆盖范围上，每一边界位置点到该基站pi的距离等于该边界位置点到相邻基站Pj的距离。
基于泰森多边形原理形成基站的理想覆盖范围的方法，又叫垂直平分法或加权平均法，是一种极端的边界内插方法，只使用最近的单个点进行区域插值。当计算基站的理想覆盖范围时，将各基站的位置信息(每一基站的位置信息包括经纬度信息)作为采样点，两两相连并作连线的中垂线，各中垂线相交形成若干个多边形，从而将大区域分割成若干个子区域，每个子区域中包含一个采样数据点，也即有一个基站的位置信息是位于一个子区域中，形成为基站的理想覆盖范围。
根据以上原理和方法，采用本发明具体实施方式
，可以形成本发明所述方法步骤 S120中的基站的理想覆盖范围(第一计算范围)。
以下将对基站内小区的理想覆盖范围(第二计算范围)的计算过程进行描述。
本领域技术人员可以理解，基站内的小区包括共站小区和不共站小区两种情况。 因此本发明图1所示方法的步骤S120中，采用泰森多边形原理确定所述基站内小区的理想覆盖范围(第二计算范围)的情况分为计算不共站小区的理想覆盖范围和计算共站小区的理想覆盖范围两种。
因此，步骤S120中，确定所述基站内小区的覆盖范围，包括
根据根据所述位置信息和所述基站内小区的方向矢量，计算所述基站内不共站小区的覆盖范围；
根据所述位置信息和所述基站内小区的方向矢量，计算所述基站内共站小区的覆盖范围。
本发明具体实施例所述方法对于不共站小区理想覆盖范围的计算过程包括
步骤一，利用基站的位置信息和基站内小区的方向矢量，对小区的经纬度进行偏置，偏置公式可以为
偏置后经度[X]+DX Sin ([BER] X 3. 14159/180)；
偏置后纬度[Y]+DXCos([BER] X 3. 14159/180)
其中[X]，[Y]分别为基站的位置信息所包括的经度和纬度；D为偏置距离(单位为公里)；[BER]为小区方位角。
步骤二，根据所述偏置后经度、所述偏置后纬度和小区的方位角，生成基站内每个小区的泰森图，也即确定每个小区的理想覆盖范围(第二计算范围)。
采用上述方式所生成基站内小区的理想覆盖范围的形成图可以参阅图3所示(以区域A为例)。如图3，利用基站pi的位置信息和基站pi内小区的方向矢量进行偏置后， 形成三个偏置点，pil、pi2和pi3,该三个偏置点的偏置后经度和偏置后纬度利用上述公式计算。在偏置点位置、小区方向角以及基站的覆盖范围确定的情况下，则能够生成关于每个小区的泰森多边形，也即确定每个小区的理想覆盖范围(第二计算范围)。
本发明具体实施例所述方法的上述步骤一中，偏置距离D可以设置为小于40米， 可以为尽量小数值，只要有偏置即可，最佳地为偏置10米。
采用上述方式，利用基站内每个小区的方向性，根据方向矢量对小区的经纬度进行偏置，从而对同基站的三个小区进行了位置的分开，根据基站的覆盖范围和小区偏置后的经纬度确定每个小区的覆盖范围。
移动通信的全网小区内，除存在上述的不共站情况外，还存在共站的情况，也即处于同一基站，但包括两种通信频段的情形，如存在同站既有第一频段(GSM900)又有第二频段(DCS1800)的情况。
本发明具体实施例所述方法对于上述共站小区理想覆盖范围的计算过程包括
步骤一，判断同站的第一频段和第二频段的位置信息(所在经纬度)是否相同，小区相对于所述第一频段的方向角和相对于所述第二频段之间的方向角的差值是否位于预定角度之间；
步骤二，当所述第一频段和所述第二频段的位置信息相同，且小区相对于所述第一频段的方向角和相对于所述第二频段之间的方向角的差值位于预定角度(如为20度) 以下时，小区相对于所述第一频段和所述第二频段具有相同的覆盖范围，生成同样的泰森多边形，或者使相对于第二频段(DCS1800)的覆盖范围较相对于第一频段(GSM900)的覆盖范围收缩，如为收缩三分之二等；
步骤三，当所述第一频段和所述第二频段的位置信息相同，但小区相对于所述第一频段的方向角和相对于所述第二频段之间的方向角的差值大于所述预定角度时，则小区相对于所述第一频段和所述第二频段具有不同的覆盖范围，根据以上不共站小区的理想覆盖范围的计算方式，分别确定小区相对于第一频段和第二频段的理想覆盖范围。
本发明具体实施例所述方法，采用上述方式可以确定全网小区内的理想覆盖范围 (第二计算范围)，为进一步了解各小区的覆盖情况，还需要进一步根据上述方式确定的理想覆盖范围，掌握小区的理想覆盖区域的信息及小区的理想覆盖距离。
首先，确定小区的理想覆盖面积的方式可以为
如图4，确定小区的理想覆盖区域(第二计算范围)上的第一点Boundsl，该第一点Boundsl为该小区的理想覆盖 区域上，位于最右上角的边界位置点；
确定小区的理想覆盖区域上的第二点Bounds2，该第二点Bounds2为该小区的理想覆盖区域上，位于最左下角的边界位置点；
确定小区的中心点Center,该中心点Center位于第一点Boundsl和第二点 Bounds2之间连线的中心。
利用第一点Boundsl、第二点Bounds2和中心点Center,可以构成包含小区的理想覆盖区域的最小长方形或最小正方形，根据该第一点Boundsl、第二点Bounds2和中心点 Center的位置信息，则可以计算出小区的理想覆盖面积。
再次，确定小区的理想覆盖距离R的方式可以参阅图5所示
采用面积等效法，用圆的面积等效小区的理想覆盖面积。
根据以上的计算，可以获得小区的理想覆盖面积，根据该小区的理想覆盖面积的数值，能够计算具有同等面积的圆的直径值，从而得到小区的理想覆盖距离R等于圆的直径值。
另外，计算小区理想覆盖距离R的另一方式也可以为
采用最远法，小区的理想覆盖距离R等于小区的理想覆盖范围上最远边界位置点与小区之间的距离。
本发明具体实施例所述方法的另一方面，所述步骤S120中，还包括确定小区之间的重叠区域。
本领域技术人员可以理解，相邻小区间是有重叠覆盖区域的，这样才能够满足切换的需求。
本发明具体实施例所述方法，采用用于计算重叠覆盖区的方法为
参阅图6所示，相邻的两小区I与小区2之间重叠区BC的计算公式为
W = VXsX 2
其中W为重叠区BC ；V为通常的行车速度;s为从小区I至小区2的切换时间。
一般地，行车速度V按照80km/小时计算，切换时间s为3秒至5秒。
本发明具体实施例所述方法，所述步骤S120之后，还包括步骤
计算所述基站的天线下倾角。
其中该天线下倾角的计算公式为
A = ROUNDUP(90-ATAN(D/H)X180/π+E/2,0)；
其中，ROUNDUP()为求向上舍入数字的函数；ATAN()为求反正切函数；A为天线下倾角，D为基站的理想覆盖距离，H为基站的高度，E为基站的垂直波瓣宽度。
而当基站的垂直波瓣宽度E为未知的，还可以进一步根据基站的水平波瓣宽度El 和天线增益Z计算得出基站的垂直波瓣宽度，计算公式为
E = 32000/10(ζ/1°)/Ε1
其中，Z为天线增益，El为基站的水平波瓣宽度。
本发明具体实施例所述方法，根据以上的步骤，采用泰森多边形原理，能够计算全网基站内覆盖小区的理想覆盖范围，给出一套系统的计算方式。
最佳地，为进一步提高无线网络规划和优化所需信息的精度，本发明具体实施例所述方法还包括步骤S130，根据MR测量报告，对采用泰森多边形原理计算的基站的覆盖范围(第一计算范围)和小区的覆盖范围(第二计算范围)进行调整。
对待测量小区在预定时间内进行MR测量报告的检测中，可以获得该预定时间内， 待测量小区向周边小区发出的MR测量报告的数目，以及获得该预定时间内，待测量小区接收到周边小区小区所发出的MR测量报告的数目，则用于确定该待测量小区的实际覆盖范围的计算方式为
实际覆盖范围=(理想覆盖范围+小区间重叠覆盖范围)X (发出的MR测量报告数目/接收的MR测量报告数目)；
同理，用于确定该待测量小区的实际覆盖距离的计算方式为
实际覆盖距离=(理想覆盖距离+小区间重叠覆盖距离)X (发出的MR测量报告数目/接收的MR测量报告数目)
也即，根据预定时间的MR测量报告，当待测量小区在该预定时间内发出的MR测量报告数目大于所接收的MR测量报告数目时，则在根据泰森多边形原理计算理想覆盖范围和理想覆盖距离的基础上，对该待测量小区增加覆盖距离和覆盖范围，获得小区的实际覆盖范围和实际覆盖距离；当待测量小区在预定时间内发出的MR测量报告数目小于所接收的MR测量报告数目时，则在根据泰森多边形原理计算理想覆盖范围和理想覆盖距离的基础上，对该待测量小区减小覆盖距离和覆盖范围，获得小区的实际覆盖范围和实际覆盖距离。本发明具体实施例另一方面还提供一种用于全网小区覆盖规划的系统，如图7所示，该系统包括
读取单元，用于获取基站的位置信息；
计算单元，用于根据所述位置信息，采用泰森多边形原理确定所述基站的覆盖范围和所述基站内小区的覆盖范围，其中所述基站的覆盖范围为第一计算范围，所述小区的覆盖范围为第二计算范围；
调整单元，用于根据MR测量报告，对所述第一计算范围和所述第二计算范围进行调整，获得所述基站的实际覆盖范围和所述小区的实际覆盖范围。
采用本发明具体实施例所述系统用于全网小区规划的方式，可以参阅以上的详细描述，在此不再赘述。
本发明具体实施例所述方法和系统，采用泰森多边形原理计算全网基站内覆盖小区的理想覆盖范围，能够解决现有技术所存在的过覆盖和覆盖混乱的情况。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种用于全网小区覆盖规划的方法，其特征在于，所述方法包括 步骤一，获取基站的位置信息； 步骤二，根据所述位置信息，采用泰森多边形原理确定所述基站的覆盖范围和所述基站内小区的覆盖范围，其中所述基站的覆盖范围为第一计算范围，所述小区的覆盖范围为第二计算范围； 步骤三，根据测量结果MR测量报告，对所述第一计算范围和所述第二计算范围进行调整，获得所述基站的实际覆盖范围和所述小区的实际覆盖范围。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二中，所述第一计算范围内仅包括一个所述基站，所述第一计算范围内的位置点到所述基站的距离小于所述位置点到相邻基站的距离，且所述第一计算范围的边界位置点到所述基站的距离等于所述边界位置点到所述相邻基站的距离。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二中，确定所述基站内小区的覆盖范围，包括 步骤二 A，根据所述位置信息和所述基站内小区的方向矢量，计算所述基站内不共站小区的覆盖范围； 步骤二 B，根据所述位置信息和所述基站内小区的方向矢量，计算所述基站内共站小区的覆盖范围。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤二A中，计算所述基站内不共站小区的覆盖范围的步骤包括 利用所述位置信息和所述基站内小区的方向矢量，对小区的经纬度进行偏置，偏置公式为偏置后经度[X]+D X Sin ([BER] X 3. 14159/180)；偏置后纬度[Y]+D X Cos ([BER] X 3. 14159/180)； 其中[X]，[Y]分别为所述位置信息所包括的经度和纬度；D为偏置距离；[BER]为小区方位角； 根据所述偏置后经度、所述偏置后纬度和所述小区方位角，确定所述第二计算范围。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤二B中，计算所述基站内共站小区的覆盖范围的步骤包括 步骤A，判断所述基站的第一频段和第二频段的位置信息是否相同，所述基站内小区相对于所述第一频段的方向角和相对于所述第二频段之间的方向角的差值是否位于预定角度之内； 步骤B，当所述第一频段和所述第二频段的位置信息相同，且所述基站内小区相对于所述第一频段的方向角和相对于所述第二频段的方向角的差值位于所述预定角度之内时，则所述基站内小区相对于所述第一频段的覆盖范围和相对于所述第二频段的覆盖范围相同； 步骤C，当所述第一频段和所述第二频段的位置信息相同，但所述基站内小区相对于所述第一频段的方向角和相对于所述第二频段的方向角的差值大于所述预定角度时，则所述基站内小区相对于所述第一频段的覆盖范围和相对于所述第二频段的覆盖范围不同。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二之后还包括计算所述基站内相邻小区间的重叠覆盖距离； 其中所述重叠覆盖距离W =行车速度VX切换时间SX2。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二之后还包括 计算所述第二计算范围的覆盖面积； 计算所述第二计算范围的覆盖距离R，其中所述覆盖距离R为与所述第二计算范围的覆盖面积具有相同面积的圆的直径值，或者所述覆盖距离R为所述第二计算范围上最远边界位置点与所述基站内小区之间的距离。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二之后还包括 计算所述基站的天线下倾角。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤三中，根据预定时间内的MR测量报告，当所述基站内小区发出的MR测量报告数目大于所接收的MR测量报告数目时，则增大所述第二计算范围，获得所述小区的实际覆盖范围；当所述基站内小区发出的MR测量报告数目小于所接收的MR测量报告数目时，则减小所述第二计算范围，获得所述小区的实际覆盖范围。
10.一种用于全网小区覆盖规划的系统，其特征在于，所述系统包括 读取单元，获取基站的位置信息； 计算单元，用于根据所述位置信息，采用泰森多边形原理确定所述基站的覆盖范围和所述基站内小区的覆盖范围，其中所述基站的覆盖范围为第一计算范围，所述小区的覆盖范围为第二计算范围； 调整单元，用于根据MR测量报告，对所述第一计算范围和所述第二计算范围进行调整，获得所述基站的实际覆盖范围和所述小区的实际覆盖范围。
全文摘要
本发明提供一种用于全网小区覆盖规划的方法及系统，该方法包括步骤一，获取基站的位置信息；步骤二，根据所述位置信息，采用泰森多边形原理确定所述基站的覆盖范围和所述基站内小区的覆盖范围，其中所述基站的覆盖范围为第一计算范围，所述小区的覆盖范围为第二计算范围；步骤三，根据MR测量报告，对所述第一计算范围和所述第二计算范围进行调整，获得所述基站的实际覆盖范围和所述小区的实际覆盖。该方法及系统能够使移动通信的全网小区实现最优化覆盖，解决现有技术所存在的过覆盖和覆盖混乱的情况。
文档编号H04W16/18GK103024756SQ20111027972
公开日2013年4月3日 申请日期2011年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者齐小舟, 孔令学, 马晏 申请人:北京电旗通讯技术股份有限公司