专利名称：一种基于手机实测数据的天线方向角核查方法
技术领域：
本发明涉及移动通信小区天线技术，具体涉及一种基于手机实测数据的天线方向角核查方法。
背景技术：
在现有技术中的移动通信系统中，基站天线是一种重要的移动通信设备，用于实现空间无线信号的发射和接收。在设置基站天线之后，为了使得基站天线能够正常工作，通常需要对基站天线的各项参数进行配置。其中，基站天线的方向角是一种十分重要的参数。如果天线的方向角配置得比较准确，则可使得基站的实际覆盖范围与预先设计的覆盖范围基本相同，因此可以提高整个通信网络的通信稳定性。另外，在实际应用情况中，还可以根据通信业务的实际特点对基站天线的方向角进行相应的调整，从而对通信系统的通信质量进行进一步的优化，提高通信业务的整体质量。但是，在实际应用环境中，基站天线的方向角会由于各种客观原因(例如，恶劣天气、意外事件、不可抗力等)而发生偏移，从而使得该基站天线的实际覆盖范围与预先设计的覆盖范围发生偏移，因而将对通信网络中的通信质量造成不利的影响。为了核查由于客观原因而导致基站天线出现的方向角偏移，在现有技术中，一般都是采用人工方式来进行，网络维护人员驱车利用方向角测试仪表核查每一个蜂窝小区天线的方向角，并与历史记录比较、确定天线方向角是否偏移和偏移多少。这种方法对小区遍布且数目庞大的移动网络来说，耗费时间，耗费资源，耗费人力。综上可知，由于现有技术中的方向角核查方法具有如上所述的缺点，因此如何提出一种更好的方向角核查方法，以降低人工核查基站天线方向角偏移的工作量，是本领域中亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于手机实测数据的天线方向角核查方法，该方法可以降低人工核查基站天线方向角偏移的工作量。为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的:一种基于手机实测数据的天线方向角核查方法，所述方法包括:步骤A、接收手机上传的实测数据并存储在数据库中；步骤B、根据实测数据中在周边邻小区采样点测量到的载干比分布以及采样点和服务小区间的位置关系确定服务小区基站天线的方向角偏移。在步骤B之后进一步包括:当服务小区基站天线的方向角偏移大于预设阈值时，在地理信息系统GIS平台上显示服务小区天线方向角偏移信息。所述步骤B具体为:B1.根据采集到的实测数据生成核查方向角所需的基本信息，并得到服务小区与周边邻小区的距离列表、周边邻小区的象限列表和服务小区基站天线方向角列表，所述基本信息至少包括:周边邻小区所在的象限Quadrant、周边邻小区与服务小区间距离Distance、周边邻小区与服务小区的经度距离L_distance、服务小区基站的方向角True_dir，偏移角度 DOTA_dir ；B2.对载干比列表和距离列表中服务小区与其所有邻小区的载干比和距离分别求平均值，并根据采样点筛选条件得到载干比均值表和距离均值表，所述采样点筛选条件包括载干比筛选和距离筛选；B3.根据邻小区筛选条件对服务小区的周边邻小区进行分层筛选，对服务小区基站天线方向角列表进行均值计算，并计算得到基站天线方向角偏移，所述邻小区筛选条件为根据周边地理环境对服务小区与所有邻小区距离均值进行分层。如果用户选择了多次筛选，那么可以重复上述B2到B3，并多次输入不同的采样点筛选条件和/或邻小区筛选条件，并对多次计算得到的基站天线方向角偏移进行均值计算，从而以得到的基站天线方向角偏移的均值作为最终基站天线方向角的偏移。所述实测数据至少包括:服务小区平均下行电平、服务小区经纬度、周边邻小区平均下行电平、周边邻小区的经纬度和服务小区与邻小区的载干比列表。当周边邻小区纬度-服务小区纬度>0且周边邻小区经度-服务小区经度>0时，所述周边邻小区所在的象限Quadrant为第一象限；当周边邻小区纬度-服务小区纬度〈O且周边邻小区经度-服务小区经度>0时，所述周边邻小区所在的象限Quadrant为第二象限；当周边邻小区纬度-服务小区纬度〈O且周边邻小区经度-服务小区经度〈O时，所述周边邻小区所在的象限Quadrant为第三象限；当周边邻小区纬度-服务小区纬度>0且周边邻小区经度-服务小区经度〈O时，所述周边邻小区所在的象限Quadrant为第四象限；当周边邻小区纬度-服务小区纬度=0且周边邻小区经度-服务小区经度>0时，所述周边邻小区所在的象限Quadrant为x轴正半轴；当周边邻小区纬度-服务小区纬度=0且周边邻小区经度-服务小区经度〈O时，所述周边邻小区所在的象限Quadrant为x轴负半轴；当周边邻小区纬度-服务小区纬度>0且周边邻小区经度-服务小区经度=0时，所述周边邻小区所在的象限Quadrant为y轴正半轴；当周边邻小区纬度-服务小区纬度〈O且周边邻小区经度-服务小区经度=0时，所述周边邻小区所在的象限Quadrant为y轴负半轴。所述周边邻小区与服务小区间距离Distance=R*arccos[Sin服务小区纟韦度*Sin周边邻小区纬度+Cos服务小区纬度*Cos周边邻小区纬度*Cos (周边邻小区经度-服务小区经度)];所述周边邻小区与服务小区的经度距离L_distance=R*arcos[Sin服务小区讳度*Sin服务小区纬度+Cos服务小区纬度*Cos服务小区纬度*Cos (周边邻小区经度-服务小区经度)]，其中R=6370km。当周边邻小区位于第一象限时，所述服务小区基站天线的方向角True_dir=90_arccos (L_distance/Distance)；
当周边邻小区位于第二象限时，所述服务小区基站天线的方向角True_dir=90+arccos (L_distance/Distance)；当周边邻小区位于第三象限时，所述服务小区基站天线的方向角True_dir=270_arccos (L_distance/Distance)；当周边邻小区位于第四象限时，所述服务小区基站天线的方向角True_dir=270+arccos (L_distance/Distance)；当周边邻小区位于X轴正半轴时，所述服务小区基站天线的方向角True_dir=90 ；当周边邻小区位于X轴负半轴时，所述服务小区基站天线的方向角True_dir=270 ；当周边邻小区位于y轴正半轴时，所述服务小区基站天线的方向角True_dir=0 ；当周边邻小区位于y轴负半轴时，所述服务小区基站天线的方向角True_dir=180o所述偏移角度D0TA_dir = TURE_dir -数据库所存储的方向角。所述对多次计算得到的基站天线方向角偏移进行均值计算包括:先分别求对应于层内周边邻小区的服务小区基站所有方向角TURE_DIR的正弦和余弦，再分别求这些正弦和余弦的和，记为SUMSINA和SUMC0S，则最终方向角均值为SUMISINA/SUMCOS所对应数值的反正切值；所述得到的基站天线方向角偏移的均值的方法为:方向角均值与数据库所存储的方向角之差的绝对值。由上述的技术方案可见，本发明基于手机的实测数据快速判断服务小区基站天线的方向角是否发生偏移，从而可以自动、快速地确定基站天线的方向角是否发生偏移，并有效地降低工作人员的工作量。
图1为本发明一个实施例中所述基站天线方向角核查方法的流程图；图2为本发明另一个实施例中所述基站天线方向角核查方法的流程图；图3为本发明实施例中确定服务小区基站天线的方向角偏移的流程图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。本发明的主要思想为:接收手机上传的实测数据并存储在操作和维护中心(OMC)数据库中，将服务小区所接收到的周边邻小区中采样点测量到的载干比分布结合采样点和服务小区间的位置关系对服务小区基站天线的方向角是否偏移进行判断，如果天线方向角出现偏移，则在地理信息系统GIS平台上显示相关信息。图1为本发明一个实施例中所述基站天线方向角核查方法的流程图。如图1所示，本发明所述方法主要包括以下步骤:步骤101、接收手机上传的实测数据并存储在数据库中。所述实测数据包括:服务小区名、服务小区平均下行电平、服务小区经纬度(即基站的经纬度)；周边邻小区名、周边邻小区平均下行电平、周边邻小区的经纬度(即采样点的经纬度)；服务小区与邻小区的载干比列表，其中载干比为采样点处接收到的服务小区下行电平与邻小区下行电平的比值。为了能够排除近距离的天线背向测量及远距离的解码错误，必须对实测数据进行去异常等预处理，即对实测数据引入距离和载干比的筛选，以此来排除对方向角计算无用的测量信息。所述距离筛选为筛选出在指定距离范围内的小区，距离太近，可能为与服务小区同基站的小区，距离太远，对服务小区影响可以忽略。所述载干比筛选为筛选出在指定载干比范围内的小区，载干比太小对服务小区的影响可以忽略，载干比太大的小区可能为服务小区的同基站小区或和服务小区基站天线方向角相对的邻小区。具体筛选条件可以根据工程实际进行选择，这里就不再赘述了。步骤102、根据实测数据中在周边邻小区采样点测量到的载干比分布以及采样点和服务小区间的位置关系确定服务小区基站天线的方向角偏移。图3为本发明实施例中根据实测数据中在周边邻小区采样点测量到的载干比分布以及采样点和服务小区间的位置关系确定服务小区基站天线的方向角偏移的流程图。如图3所示，主要包括以下步骤:步骤1021、根据采集到的实测数据生成核查方向角所需的基本信息，并得到服务小区与周边邻小区的距离列表、周边邻小区的象限列表和服务小区基站天线方向角列表。所述核查方向角所需的基本信息包括:周边邻小区(采样点)所在的象限Quadrant、周边邻小区与服务小区间距离Distance (即周边邻小区中的采样点与服务小区基站之间的距离)、周边邻小区与服务小区的经度距离(假设采样点与基站同纬度所计算的距离)L_distance、服务小区基站天线的方向角True_dir,偏移角度D0TA_dir。众所周知，移动天线的方向角是指正北方向沿顺时针方向旋转到天线方向所形成的水平夹角，取值范围为0-360度。本发明以服务小区的基站为中心，正东(经度)方向为X轴，正北(纬度)方向为y轴，建立平面直角坐标系。当周边邻小区纬度-服务小区纬度>0且周边邻小区经度-服务小区经度>0时，上述周边邻小区(采样点)所在的象限Quadrant为第一象限；当周边邻小区纬度-服务小区纬度〈O且周边邻小区经度-服务小区经度>0时，上述周边邻小区(采样点)所在的象限Quadrant为第二象限；当周边邻小区纬度-服务小区纬度〈O且周边邻小区经度-服务小区经度〈O时，上述周边邻小区(采样点)所在的象限Quadrant为第三象限；当周边邻小区纬度-服务小区纬度>0且周边邻小区经度-服务小区经度〈O时，上述周边邻小区(采样点)所在的象限Quadrant为第四象限；当周边邻小区纬度-服务小区纬度=0且周边邻小区经度-服务小区经度>0时，上述周边邻小区(采样点)所在的象限Quadrant为x轴正半轴；当周边邻小区纬度-服务小区纬度=0且周边邻小区经度-服务小区经度〈O时，上述周边邻小区(采样点)所在的象限Quadrant为x轴负半轴；当周边邻小区纬度-服务小区纬度>0且周边邻小区经度-服务小区经度=0时，上述周边邻小区(采样点)所在的象限Quadrant为y轴正半轴；当周边邻小区纬度-服务小区纬度〈O且周边邻小区经度-服务小区经度=0时，上述周边邻小区(采样点)所在的象限Quadrant为y轴负半轴。
所述周边邻小区与服务小区间距离Distance和所述周边邻小区与服务小区的经度距离(假设采样点与基站同纬度所计算的距离)L_distanCe可以利用地球上两点间的距离公式来计算。为了方便计算，假设地球是一个标准球体，半径为R，则地球上任意两点A(x, y)和 B(a，b)之间的球面距离为 R*{arccos[cosb*cosy*cos (a_x)+sinb*siny]}其中x，a为经度值，y, b为纬度值,其中东经取正值,西经取负值,北纬取正值,南纬取负值，比如，东经30度，取值为30，西经50度，取值为-50，则:所述周边邻小区与服务小区间距离Distance=R*arccos[Sin服务小区纟韦度*Sin周边邻小区纬度+Cos服务小区纬度*Cos周边邻小区纬度*Cos (周边邻小区经度-服务小区经度)];所述周边邻小区与服务小区的经度距离(假设采样点与基站同纬度所计算的距离)L_distance=R*arcos[Sin服务小区纟韦度*Sin服务小区纟韦度+Cos服务小区纟韦度*Cos服务小区纬度*Cos (周边邻小区经度-服务小区经度)]，其中地球半径R —般取6370km.
当周边邻小区位于第一象限时，所述服务小区基站天线的方向角True_dir=90_arccos (L_distance/Distance)；当周边邻小区位于第二象限时，所述服务小区基站天线的方向角True_dir=90+arccos (L_distance/Distance)；当周边邻小区位于第三象限时，所述服务小区基站天线的方向角True_dir=270_arccos (L_distance/Distance)；当周边邻小区位于第四象限时，所述服务小区基站天线的方向角True_dir=270+arccos (L_distance/Distance)；当周边邻小区位于X轴正半轴时，所述服务小区基站天线的方向角True_dir=90 ；当周边邻小区位于X轴负半轴时，所述服务小区基站天线的方向角True_dir=270 ；当周边邻小区位于y轴正半轴时，所述服务小区基站天线的方向角True_dir=0 ；当周边邻小区位于y轴负半轴时，所述服务小区基站天线的方向角True_dir=180o所述偏移角度DOTA_dir=True_dir_数据库所存储的方向角。所述服务小区与周边邻小区的距离列表记录服务小区基站与各个周边邻小区中所有采样点的距离信息。所述周边邻小区的象限列表记录各个周边邻小区中所有采样点所处的象限信息。所述服务小区基站天线方向角列表记录根据各个周边邻小区中所有采样点计算出的服务小区基站天线方向角信息。步骤1022、对载干比列表和距离列表中服务小区与其所有邻小区的载干比和距离分别求平均值，并根据采样点筛选条件得到载干比均值表和距离均值表。所述采样点筛选条件包括载干比筛选和距离筛选，例如筛选条件为距离大于5公里，则所有距离小于等于5公里的采样点都被过滤掉；如果筛选条件为距离小于10公里，则所有距离大于等于10公里的采样点都被过滤掉，等等。载干比均值表记录载干比列表中服务小区与其各个邻小区的平均载干比，具体是将一个邻小区中所有采样点的平均载干比作为服务小区与该邻小区的平均载干比；
距离均值表记录距离列表中服务小区与其各个邻小区的平均距离，具体是将一个邻小区中所有采样点到服务小区基站的平均距离作为服务小区与该邻小区的平均距离。步骤1023、根据载干比均值表和距离均值表判断服务小区的周边地理环境，根据邻小区筛选条件对服务小区的周边邻小区进行分层筛选，对服务小区基站天线方向角列表进行均值计算，并计算得到基站天线方向角偏移。这里的周边地理环境包括密集城区，城乡结合，空旷区，可以根据距离均值来进行经验值的判断，一般空旷区是8公里左右，城乡结合是4公里左右，密集城区是2公里左右。所述邻小区筛选条件是根据周边地理环境进行分层，比如以8公里分层，则将周边邻小区分为8公里以外层，和8公里以内层。方向角均值的计算方法如下:先分别求对应于层内周边邻小区的服务小区基站所有方向角TURE_DIR的正弦和余弦，再分别求这些正弦和余弦的和，记为SUMSINA和SUMC0S，则最终方向角均值为SUMISINA/SUMCOS所对应数值的反正切值。所述基站天线方向角偏移的计算方法为:方向角均值与数据库所存储的方向角之差的绝对值。如果用户选择了多次筛选，那么可以重复上述步骤，多次输入不同的采样点筛选条件和/或邻小区筛选条件，并对多次计算得到的基站天线方向角偏移进行均值计算，从而以得到的基站天线方向角偏移的均值作为最终基站天线方向角的偏移。图2为本发明另一个实施例中所述基站天线方向角核查方法的流程图.如图2所示，在步骤102之后还包括:步骤103、判断服务小区基站天线的方向角偏移是否超过了预设阈值，如果是，则执行步骤104，如果否，结束流程。在基站天线初始安装之后的网络运营过程中，因为风向的影响，基站天线的方向角都会发生一些轻微的偏移，如果方向角的偏移在一定的范围内，并不至于影响移动通信网络的服务质量，则可以不必频繁地调整天线的方向角，所以如果核查出的方向角偏移在一个预设的阈值范围内，则可以直接结束流程。步骤104、在地理信息系统(GIS)平台上显示服务小区天线方向角的偏移信息。工程技术人员可以借助GIS平台上所显示的信息，了解基站天线方向角偏移信息并及时调整基站天线的方向角，从而克服因自然灾害或其他原因所发生的导致移动通信网络质量下降的方向角偏移，维护移动通信网络的服务质量，实现移动通信网络的平稳运行。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种基于手机实测数据的天线方向角核查方法，其特征在于，所述方法包括: 步骤A、接收手机上传的实测数据并存储在数据库中； 步骤B、根据实测数据中在周边邻小区采样点测量到的载干比分布以及采样点和服务小区间的位置关系确定服务小区基站天线的方向角偏移。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤B之后进一步包括: 当服务小区基站天线的方向角偏移大于预设阈值时，在地理信息系统GIS平台上显示服务小区天线方向角偏移信息。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤B具体为: B1.根据采集到的实测数据生成核查方向角所需的基本信息，并得到服务小区与周边邻小区的距离列表、周边邻小区的象限列表和服务小区基站天线方向角列表，所述基本信息至少包括:周边邻小区所在的象限Quadrant、周边邻小区与服务小区间距离Distance、周边邻小区与服务小区的经度距离L_distanCe、服务小区基站的方向角TrUe_dir，偏移角度 DOTA_dir ； B2.对载干比列表和距离列表中服务小区与其所有邻小区的载干比和距离分别求平均值，并根据采样点筛选条件得到载干比均值表和距离均值表，所述采样点筛选条件包括载干比筛选和距离筛选； B3.根据邻小区筛选条件对服务小区的周边邻小区进行分层筛选，对服务小区基站天线方向角列表进行均值计算，并计算得到基站天线方向角偏移，所述邻小区筛选条件为根据周边地理环境对服务小区与所有邻小区距离均值进行分层。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，如果用户选择了多次筛选，那么可以重复上述B2到B3，并 多次输入不同的采样点筛选条件和/或邻小区筛选条件，并对多次计算得到的基站天线方向角偏移进行均值计算，从而以得到的基站天线方向角偏移的均值作为最终基站天线方向角的偏移。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述实测数据至少包括:服务小区平均下行电平、服务小区经纬度、周边邻小区平均下行电平、周边邻小区的经纬度和服务小区与邻小区的载干比列表。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于， 当周边邻小区纬度-服务小区纬度>0且周边邻小区经度-服务小区经度>0时，所述周边邻小区所在的象限Quadrant为第一象限； 当周边邻小区纬度-服务小区纬度〈O且周边邻小区经度-服务小区经度>0时，所述周边邻小区所在的象限Quadrant为第二象限； 当周边邻小区纬度-服务小区纬度〈O且周边邻小区经度-服务小区经度〈O时，所述周边邻小区所在的象限Quadrant为第三象限； 当周边邻小区纬度-服务小区纬度>0且周边邻小区经度-服务小区经度〈O时，所述周边邻小区所在的象限Quadrant为第四象限； 当周边邻小区纬度-服务小区纬度=0且周边邻小区经度-服务小区经度>0时，所述周边邻小区所在的象限Quadrant为x轴正半轴； 当周边邻小区纬度-服务小区纬度=0且周边邻小区经度-服务小区经度〈O时，所述周边邻小区所在的象限Quadrant为x轴负半轴；当周边邻小区纬度-服务小区纬度>0且周边邻小区经度-服务小区经度=0时，所述周边邻小区所在的象限Quadrant为y轴正半轴； 当周边邻小区纬度-服务小区纬度〈O且周边邻小区经度-服务小区经度=0时，所述周边邻小区所在的象限Quadrant为y轴负半轴。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于， 所述周边邻小区与服务小区间距离Distance=R*arccos[Sin服务小区纟韦度*Sin周边邻小区纬度+Cos服务小区纬度*Cos周边邻小区纬度*Cos (周边邻小区经度-服务小区经度)]; 所述周边邻小区与服务小区的经度距离L_distance=R*arcos [Sin服务小区纟韦度*Sin服务小区纬度+Cos服务小区纬度*Cos服务小区纬度*Cos (周边邻小区经度-服务小区经度)]，其中 R=6370km。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于， 当周边邻小区位于第一象限时，所述服务小区基站天线的方向角True_dir=90-arccos(L_distance/Distance)； 当周边邻小区位于第二象限时，所述服务小区基站天线的方向角True_dir=90+arccos(L_distance/Distance)； 当周边邻小区位于第三象限时，所述服务小区基站天线的方向角True_dir=270_arccos ( L_distance/Distance)； 当周边邻小区位于第四象限时，所述服务小区基站天线的方向角True_dir=270+arccos (L_distance/Distance)； 当周边邻小区位于X轴正半轴时，所述服务小区基站天线的方向角True_dir=90 ； 当周边邻小区位于X轴负半轴时，所述服务小区基站天线的方向角True_dir=270 ； 当周边邻小区位于y轴正半轴时，所述服务小区基站天线的方向角True_dir=0 ； 当周边邻小区位于y轴负半轴时，所述服务小区基站天线的方向角True_dir=180。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于， 所述偏移角度D0TA_dir = TURE_dir -数据库所存储的方向角。
10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对多次计算得到的基站天线方向角偏移进行均值计算包括:先分别求对应于层内周边邻小区的服务小区基站所有方向角TURE_DIR的正弦和余弦，再分别求这些正弦和余弦的和，记为SUMSINA和SUMC0S，则最终方向角均值为SUMISINA/SUMCOS所对应数值的反正切值； 所述得到的基站天线方向角偏移的均值的方法为:方向角均值与数据库所存储的方向角之差的绝对值。
全文摘要
本发明公开了一种基于手机实测数据的天线方向角核查方法，所述方法包括接收手机上传的实测数据并存储在数据库中；根据实测数据中在周边邻小区采样点测量到的载干比分布以及采样点和服务小区间的位置关系确定服务小区基站天线的方向角偏移。本发明基于手机的实测数据快速判断服务小区基站天线的方向角是否发生偏移，从而可以自动、快速地确定基站天线的方向角是否发生偏移，并有效地降低工作人员的工作量。
文档编号H04M1/725GK103096370SQ20121044231
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月7日 优先权日2012年11月7日
发明者张进, 吴少智, 陈佳, 黎明 申请人:无锡成电科大科技发展有限公司