一种天线调整的方法和装置与流程

本发明涉及移动通讯领域的天线技术，尤其涉及一种天线调整的方法和装置。

背景技术：

现有基站天线调整主要是通过两种方法实现：一、现场测试人员通过道路测试来判断基站周边是否存在信号覆盖较弱区域，该方案要求测试人员对小区覆盖区域的道路要尽可能测试到位；二、后台基站性能监测人员通过性能指标、测量报告(mr，measurementreport)，来判断单个小区覆盖是否存在不合理的地方。通过以上两种方法来判断现有小区天线方位角、下倾角等是否需要调整；确定天线调整的方位角和下倾角后，通过基站网管来控制基站电调控制系统，对现场天线的电子方位角、下倾角进行调整；也可以安排塔桅人员在基站现场对天线物理方位角、下倾角进行调整。

可以看出，现有的天线调整方法需要通过人工判断、需要大量现场测试及后台指标观察，耗费人力物力；尤其道路信号测试，需要测试车辆及测试人员按照固定线路进行路测，往往一个基站的测试就需要花费半天时间。对于一些在山区的基站，车辆无法驶入，测试人员需要携带十多斤重的设备和工具徒步到基站所在位置进行现场测试；人工测试周期较长、成本费用较高；同时对现场基站天线调整需要爬塔登高，有一定的危险性。

如何根据用户实际感知状况，建立信号覆盖区域内各小区基站天线联合调整机制，提升用户感知，是网络运营商亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种天线调整的方法和装置，能根据用户实际感知状况，建立信号覆盖区域内各小区基站天线联合调整机制，提升用户感知。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种天线调整的方法，所述方法包括：

获取指定区域内各终端的mr数据；

根据所述mr数据确定各终端的位置，并确定由所述各终端组成的用户簇的中心位置，以及覆盖所述用户簇的各小区组成的小区簇；

根据所述用户簇中心位置调整所述小区簇中的各基站天线。

上述方案中，所述确定由所述各终端组成的用户簇的中心位置，以及由覆盖所述用户簇的各小区组成的小区簇；包括：

将所述mr数据中包含相同覆盖小区的各终端确定为用户簇；

将所述相同覆盖小区确定为小区簇；

根据所述mr数据中上报的达时间差(tdoa，timedifferenceofarrival)，确定用户簇中各终端与小区簇中各基站天线的距离；

根据所述定位信息，确定用户簇中各终端与小区簇中各基站天线的距离；

根据所述用户簇中各终端与小区簇中各基站天线的距离，确定所述用户簇与小区簇中各基站天线的平均距离；

根据所述平均距离，确定所述用户簇的中心位置；

所述覆盖小区，包括：主小区、邻小区。

上述方案中，根据所述用户簇中心位置调整所述小区簇中的各基站天线；包括：

以所述各基站天线与所述用户簇的中心位置之间的连线，和基准方向的夹角作为方位角，调整所述各基站天线；

根据所述各基站天线的高度、各基站天线到所述用户簇的中心位置的地面距离，确定天线的下倾角，并根据所述天线的下倾角调整所述各基站天线；

所述基准方向，包括：正北方。

上述方案中，所述方法还包括：

逐步下压下倾角，获取各次下压后用户簇的mr数据中各干扰加噪声比(sinr，signaltointerferenceplusnoiseratio)值，并计算每次下压对应的所述各sinr值的和平均，确定所述各sinr值的和平均的最大值对应的下倾角；

根据所述各sinr值的和平均的最大值对应的下倾角，调整小区簇中各基站天线；

所述逐步下压下倾角，包括：以度为调整单位一秒调整一次下倾角。

上述方案中，所述方法还包括：

根据所述用户簇位置的变化，重新进行所述天线调整；

设定用户簇sinr阀值，当所述各sinr值的和平均低于所述用户簇sinr阀值时，重新进行所述天线调整；

定时重新进行所述天线调整；

获取指定区域内各终端的定位信息，根据所述定位信息，确定各终端的位置。

本发明实施例还提供了一种天线调整的装置，所述装置包括：获取模块、确定模块、控制模块，其中，

所述获取模块，用于获取指定区域内各终端的mr数据；

所述确定模块，用于根据所述mr数据确定各终端的位置，并确定由所述各终端组成的用户簇的中心位置，以及覆盖所述用户簇的各小区组成的小区簇；

所述控制模块，用于根据所述用户簇中心位置调整所述小区簇中的各基站天线。

上述方案中，所述确定模块，具体用于：

将所述mr数据中包含相同覆盖小区的各终端确定为用户簇；

将所述相同覆盖小区确定为小区簇；

根据所述mr数据中上报的到达时间差tdoa，确定用户簇中各终端与小区簇中各基站天线的距离；

根据所述定位信息，确定用户簇中各终端与小区簇中各基站天线的距离；

根据所述用户簇中各终端与小区簇中各基站天线的距离，确定所述用户簇与小区簇中各基站天线的平均距离；

根据所述平均距离，确定所述用户簇的中心位置；

所述覆盖小区，包括：主小区、邻小区。

上述方案中，所述控制模块，具体用于：

以所述各基站天线与所述用户簇的中心位置之间的连线，和基准方向的夹角作为方位角，调整所述各基站天线；

根据所述各基站天线的高度、各基站天线到所述用户簇的中心位置的地面距离，确定天线的下倾角，并根据所述天线的下倾角调整所述各基站天线；

所述基准方向，包括：正北方。

上述方案中，所述控制模块，还用于：

逐步下压下倾角，获取各次下压后用户簇的mr数据中各sinr值，并计算每次下压对应的所述各sinr值的和平均，确定所述各sinr值的和平均的最大值对应的下倾角；

根据所述各sinr值的和平均的最大值对应的下倾角，调整小区簇中各基站天线；

所述逐步下压下倾角，包括：以度为调整单位一秒调整一次下倾角。

上述方案中，所述控制模块，还用于：

根据所述用户簇位置的变化，重新进行所述天线调整；

设定用户簇sinr阀值，当所述各sinr值的和平均低于所述用户簇sinr阀值时，重新进行所述天线调整；

定时重新进行所述天线调整；

所述获取模块还用于，获取指定区域内各终端的定位信息；

所述确定模块还用于，根据所述定位信息，确定各终端的位置。

本发明实施例所提供的天线调整的方法和装置，获取指定区域内各终端的mr数据；根据所述mr数据确定各终端的位置，并确定由所述各终端组成的用户簇的中心位置，以及覆盖所述用户簇的各小区组成的小区簇；根据所述用户簇中心位置调整所述小区簇中的各基站天线；如此，能根据用户实际感知状况，对信号覆盖区域内各小区基站天线进行联合调整，提升用户感知。

附图说明

图1为本发明实施例天线调整的方法的流程示意图；

图2为本发明实施例用户终端与基站的位置距离示意图；

图3为本发明实施例用户簇中心位置示意图；

图4为本发明实施例方位角调整示意图；

图5为本发明实施例sinr值变化示意图；

图6为本发明实施例调整指令传送示意图；

图7为本发明实施例实际应用结构示意图；

图8为本发明实施例实际工作状况下天线调整的流程示意图；

图9为本发明实施例天线调整的装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例中，获取指定区域内各终端的mr数据；根据所述mr数据确定各终端的位置，并确定由所述各终端组成的用户簇的中心位置，以及覆盖所述用户簇的各小区组成的小区簇；根据所述用户簇中心位置调整所述小区簇中的各基站天线。

下面结合实施例对本发明再作进一步详细的说明。

本发明实施例提供的天线调整的方法，如图1所示，所述方法包括：

步骤101：获取指定区域内各终端的mr数据；

具体的，首先指定需要进行信号调整的区域，这里，可以将所有网络覆盖区域划成多个信号调整的区域，也可以由网络优化人员根据经验对一些重点区域进行手动划分；可以对信号调整区域内的sinr等性能参数设定一个阈值，在日常检查中如果发现性能参数超出阈值范围，则启动调整；确定需要进行信号调整的区域后，获取所述指定区域内各终端的mr数据；所述mr数据包括：主小区的小区编号(ecell_id)、邻小区的小区编号(ecellid)、国际移动用户识别码(imsi：internationalmobilesubscriberidentificationnumber)、测量采样时间、用户终端的接受接受信号场强(rsrp，referencesignalreceivingpower)、用户终端所处位置的信号干扰情况信号与sinr、终端到主用基站的tdoa、终端到邻区基站的到达时间差tdoa等。

也可以要求终端上报所处位置的导航系统经纬度，这里，可以从s1-u接口获取定位信息，部分应用数据中包含经度和纬度定位信息，这些终端应用包括：百度地图、滴滴打车、快的打车、淘宝等应用。所述定位信息可以包括：全球定位系统(gps，globalpositioningsystem)定位信息、无线局域网(wlan，wirelesslocalareanetworks)定位信息。

步骤102：根据所述mr数据确定各终端的位置，并确定由所述各终端组成的用户簇的中心位置，以及覆盖所述用户簇的各小区组成的小区簇；

这里，将所述mr数据中包含相同覆盖小区的各终端确定为用户簇；将所述相同覆盖小区确定为小区簇；所述覆盖小区，包括：主小区和邻小区。例如：用户1终端的mr数据中主小区为a，邻小区b/c/d，用户2终端的mr数据中主小区为b，邻区为a/c/d，以此类推，将所有指定区域mr数据中有a/b/c/d小区的终端确定为用户簇，将a/b/c/d小区确定为为小区簇；根据小区簇及用户簇计算天线的方向角和下倾角；根据所述方向角和下倾角下发调整电子方向角和电子下倾角；

确定用户簇后，由于定位信息的精确度较高，因此，系统优先根据用户终端上报的导航系统经纬度确定每个用户终端所处的位置；如果用户终端不具备或没有开启导航系统定位功能，则通过mr数据中上报的tdoa来确定用户终端与主小区及邻小区的距离；

如图2所示，用户1终端到用户n终端主服务基站及邻基站为a、b、c，这里，对于有精确定位信息的用户终端，采用精确的定位信息；对于由tdoa定位的用户终端，可以直接采用根据所述tdoa确定的用户终端与主小区及邻小区的距离；将基站经纬度导入分析服务器，由于基站位置已在地图上唯一确定，通过计算每个用户终端与基站的距离可定位用户终端所处的位置；确定个终端与基站的距离后，可以计算出所述用户簇与小区簇中各基站天线的平均距离；这里，在确定了每个用户终端的位置后，由于用户簇中用户群体分散，需要确定整个用户簇内用户终端群的中心位置；可以通过以下方法定位出中心位置：

设用户簇内用户终端1、2、3…n到基站a的距离可以表示为：sa1,sa2…san；用户簇内用户终端与基站a的平均距离，可以用表达式(1)表示：

同理可以求出，用户簇到邻区基站b、c…的平均距离sb、sc…；

如图3所示，通过求得用户簇与基站间的平均距离后，可以定位出用户簇的中心点o，该点可定位基站簇下的用户终端群体中心位置，周边基站往该点覆盖可实现最佳覆盖。

步骤103：根据所述用户簇中心位置调整所述小区簇中的各基站天线；

这里，可以根据所述各基站天线的高度、各基站天线到所述用户簇的中心位置的地面距离，确定天线的下倾角，并根据所述天线的下倾角调整所述各基站天线；

分析服务器可求得基站a的主打小区下倾角可以用表达式(2)表示：

其中，θa表示基站a主打小区下倾角，ha表示基站a站高；同理可求其他邻小区的下倾角；

进一步的，以所述各基站天线与所述用户簇的中心位置之间的连线，和基准方向的夹角作为方位角，调整所述各基站天线；

在基站系统中小区方位角可以以基准方向顺时针旋转方位角为小区方位角，在分析服务器中在电子地图中建立坐标系；这里，所述基准方向可以是是正北方向；如图4所示；通过电子地图坐标系可得出αa为基站a主打方位角；同理，可以得出其他邻小区的方位角，分析服务器将方位角下发基站射频单元调整天线的电子方位角。

本发明实施例提供的天线调整的方法，还包括：

逐步下压下倾角，获取各次下压后用户簇的mr数据中各sinr值，并计算每次下压对应的所述各sinr值的和平均，确定所述各sinr值的和平均的最大值对应的下倾角；根据所述各sinr值的和平均的最大值对应的下倾角，调整小区簇中各基站天线；

这里，由于小区及其邻小区主打点都是o点，由于lte系统为同频复用系统，势必造成强烈的干扰，因此要对小倾角进行进一步调整；由于上抬下倾角会造成小区过覆盖，采用逐步下压下倾角的方式，下压过程中采集各用户终端的mr数据，将sinr值求和平均。如图5所示，在下压过程中由于邻小区的场强rsrp值不断减弱，sinr值的和平均值变好，但随着进一步下压，由于小区覆盖脱离了各用户终端区域，用户终端sinr会变差。因此在小区下倾角下压过程中会出现sinr极值。以度为调整单位一秒调整一次，每次调整后分析服务器就采集用户终端集的mr数据，解析平均sinr值，得出最优下倾角θmax，分析服务器将最优下倾角下发基站射频单元调整天线电子下倾角。

本发明实施例提供的天线调整的方法，还包括：根据所述用户簇位置的变化，重新进行所述天线调整；设定用户簇sinr阀值，当所述各sinr值的和平均低于所述用户簇sinr阀值到时，重新进行所述天线调整；定时重新进行所述天线调整；

由于用户实际位置存在潮汐效应，白天处于工作场所，晚上回家，因此该小区调整装置需要对潮汐效应造成的用户位置改变做出相应调整，在系统服务器中设置上午9时及晚上8时两个时段按以上步骤进行天线调整。同时网优人员也可以根据特殊情况及设定用户簇sinr阀值，当用户簇sinr值降低到一定数值下进行调整。

实际应用中，如图6所示，可由基站网管的后台服务器，获取在用户间信令(uus，usertousersignal)/s1口上报的mr数据，根据mr数据计算天线方位角、下倾角；将天线方位、下倾角发送到基站，由基站发送控制信号给远程控制单元(rcu，remotecontrolunit)来调整天线；其中，rcu和天线所处位置可以如图7所示。

下面结合具体示例对本发明产生的积极效果作进一步详细的描述。

如图8所示，本示例实际工作状况下天线调整的具体流程如下：

步骤801：导入基站工参、采集用户终端mr数据、采集用户终端gps经纬度；

步骤802：根据用户终端mr数据判断小区sinr是否低于阀值；如果低于阀值则执行步骤803；否则，判断是否需要进行强制调整天线，如需要，则这行步骤803，否则，流程结束；

步骤803：通过上报mr数据划分用户簇、小区簇，并计算用户簇中心点；

步骤804：通过工参及用户簇中心点计算该小区簇中每个小区至簇中心下倾角及方位角；

步骤805：将下倾角及方位角下发射频单元调整天线电子倾角及电子方位角；

步骤806：以度为单位下压小区簇中每个小区下倾角，并判断判断sinr是否上升，直到sinr值不在上升，取sinr值最高点对应的下倾角调整天线；

步骤807：调整结束。

本发明实施例提供的天线调整的装置，如图9所示，所述装置包括：获取模块91、确定模块92、控制模块93，其中，

所述获取模块91，用于获取指定区域内各终端的mr数据；

具体的，首先指定需要进行信号调整的区域，这里，可以将所有网络覆盖区域划成多个信号调整的区域，也可以由网络优化人员根据经验对一些重点区域进行手动划分；可以对信号调整区域内的sinr等性能参数设定一个阈值，在日常检查中如果发现性能参数超出阈值范围，则启动调整；确定需要进行信号调整的区域后，获取所述指定区域内各终端的mr数据；所述mr数据包括：主小区的小区编号ecell_id、邻小区的小区编号ecellid、imsi、测量采样时间、用户终端的rsrp、用户终端所处位置的信号干扰情况信号与sinr、终端到主用基站的tdoa、终端到邻区基站的到达时间差tdoa等。也可以要求终端上报所处位置的导航系统经纬度，这里，可以从s1-u接口获取定位信息，部分应用数据中包含经度和纬度定位信息，这些终端应用包括：百度地图、滴滴打车、快的打车、淘宝等应用。所述定位信息可以包括：gps定位信息、wlan定位信息。

所述确定模块92，用于根据所述mr数据确定各终端的位置，并确定由所述各终端组成的用户簇的中心位置，以及覆盖所述用户簇的各小区组成的小区簇；

具体的，将所述mr数据中包含相同覆盖小区的各终端确定为用户簇；将所述相同覆盖小区确定为小区簇；所述覆盖小区，包括：主小区和邻小区。例如：用户1终端的mr数据中主小区为a，邻小区b/c/d，用户2终端的mr数据中主小区为b，邻区为a/c/d，以此类推，将所有指定区域mr数据中有a/b/c/d小区的终端确定为用户簇，将a/b/c/d小区确定为为小区簇；根据小区簇及用户簇计算天线的方向角和下倾角；根据所述方向角和下倾角下发调整电子方向角和电子下倾角；

确定用户簇后，由于定位信息的精确度较高，因此，系统优先根据用户终端上报的导航系统经纬度确定每个用户终端所处的位置；如果用户终端不具备或没有开启导航系统定位功能，则通过mr数据中上报的tdoa来确定用户终端与主小区及邻小区的距离；

如图2所示，用户1终端到用户n终端主服务基站及邻基站为a、b、c，这里，对于有精确定位信息的用户终端，采用精确的定位信息；对于由tdoa定位的用户终端，可以直接采用根据所述tdoa确定的用户终端与主小区及邻小区的距离；将基站经纬度导入分析服务器，由于基站位置已在地图上唯一确定，通过计算每个用户终端与基站的距离可定位用户终端所处的位置；确定个终端与基站的距离后，可以计算出所述用户簇与小区簇中各基站天线的平均距离；这里，在确定了每个用户终端的位置后，由于用户簇中用户群体分散，需要确定整个用户簇内用户终端群的中心位置；可以通过以下方法定位出中心位置：

设用户簇内用户终端1、2、3…n到基站a的距离可以表示为：sa1,sa2…san；用户簇内用户终端与基站a的平均距离，可以用表达式(1)表示；

同理可以求出，用户簇到邻区基站b、c…的平均距离sb、sc…；

如图3所示，通过求得用户簇与基站间的平均距离后，可以定位出用户簇的中心点o，该点可定位基站簇下的用户终端群体中心位置，周边基站往该点覆盖可实现最佳覆盖。

所述控制模块93，用于根据所述用户簇中心位置调整所述小区簇中的各基站天线。

具体的，可以根据所述各基站天线的高度、各基站天线到所述用户簇的中心位置的地面距离，确定天线的下倾角，并根据所述天线的下倾角调整所述各基站天线；

分析服务器可求得基站a的主打小区下倾角可以用表达式(2)表示；其中，θa表示基站a主打小区下倾角，ha表示基站a站高；同理可求其他邻小区的下倾角；

进一步的，以所述各基站天线与所述用户簇的中心位置之间的连线，和基准方向的夹角作为方位角，调整所述各基站天线；

在基站系统中小区方位角可以以基准方向顺时针旋转方位角为小区方位角，在分析服务器中在电子地图中建立坐标系；这里，所述基准方向可以是是正北方向；如图4所示；通过电子地图坐标系可得出αa为基站a主打方位角；同理，可以得出其他邻小区的方位角，分析服务器将方位角下发基站射频单元调整天线的电子方位角。

本发明实施例提供的天线调整的装置，所述控制模块93，还用于：

逐步下压下倾角，获取各次下压后用户簇的mr数据中各sinr值，并计算每次下压对应的所述各sinr值的和平均，确定所述各sinr值的和平均的最大值对应的下倾角；根据所述各sinr值的和平均的最大值对应的下倾角，调整小区簇中各基站天线；

这里，由于小区及其邻小区主打点都是o点，由于lte系统为同频复用系统，势必造成强烈的干扰，因此要对小倾角进行进一步调整。由于上抬下倾角会造成小区过覆盖，采用逐步下压下倾角的方式，下压过程中采集各用户终端的mr数据，将sinr值求和平均。如图5所示，在下压过程中由于邻小区的场强rsrp值不断减弱，sinr值变好，但随着进一步下压，由于小区覆盖脱离了各用户终端区域，用户终端sinr会变差。因此在小区下倾角下压过程中会出现sinr极值。以度为调整单位一秒调整一次，每次调整后分析服务器就采集用户终端集的mr数据，解析平均sinr值，得出最优下倾角θmax，分析服务器将最优下倾角下发基站射频单元调整天线电子下倾角。

本发明实施例提供的天线调整的装置，所述控制模块93，还用于：根据所述用户簇位置的变化，重新进行所述天线调整；设定用户簇sinr阀值，当所述各sinr值的和平均低于所述用户簇sinr阀值时，重新进行所述天线调整；定时重新进行所述天线调整；

由于用户实际位置存在潮汐效应，白天处于工作场所，晚上回家，因此该小区调整装置需要对潮汐效应造成的用户位置改变做出相应调整，在系统服务器中设置上午9时及晚上8时两个时段按以上步骤进行天线调整。同时网优人员也可以根据特殊情况及设定用户簇sinr阀值，当用户簇sinr值降低到一定数值下进行调整。

实际应用中，如图6所示，可由基站网管的后台服务器，获取在uus/s1口上报的mr数据，根据mr数据计算天线方位角、下倾角；将天线方位、下倾角发送到基站，由基站发送控制信号给rcu来调整天线；其中，rcu和天线所处位置可以如图7所示。

在实际应用中，所述获取模块91、确定模块92、控制模块93均可由基站、后台服务器中的中央处理器(cpu)、微处理器(mpu)、数字信号处理器(dsp)、或现场可编程门阵列(fpga)等实现。

以上所述，仅为本发明的佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。