專利名稱：一種全向發射定向接收站型的下行覆蓋預測方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信領域的仿真技術，特別涉及一種OTSlUOmniTransmission Sectorized Receive，全向發射定向接收)站型的下行覆蓋預測方法及裝置。
背景技術：
隨著移動網絡技術不斷發展以及規劃環境的復雜性，傳統的三扇區在部分場景中已經不適用。在建網初期，尤其是在用戶數或數據吞吐量要求不高的地方，為了保證覆蓋的連續性，同時為了減少運營商的投資，采用更少的設施投資來保證利益最大化。在此基礎上，OTSR可以全向站的設備投資得到扇區站的覆蓋效果，具有較高的應用價值。OTSR站點應運而生。下面對OTSR實現原理進行簡介OTSR是一種全向發射、定向接收的方式，饋線和天線的架設與標準的扇區配置一致，但實際是一個全向的基站。圖1為OTSR功分原理示意圖，如圖1所示，OTSR是針對初期容量不大情況下的一種建網方式，下行鏈路上使用一個功放，通過分路器一分為多(通常情況下功分2路)，分別送到多個扇區的天線上發射出去；接收方向上，來自每個扇區的分集接收信號，一路通過雙工器和射頻接收器RX，再送入基帶處理，而另一路直接接入到射頻接收器，到達基帶處理。圖中，LPA為低階通道適配(Lower order Path Adaption) 0采用OTSR技術，在上行方向上，由于采用定向天線，具有更高的天線增益，因而可以增加覆蓋；在下行方向上，雖然功放輸出一分為多帶來衰減，但在初期容量較小的情況下，下行發射功率不會成為限制因素。而且，由于發射天線較高的定向增益與全向小區配置相比實際的有效發射功率還有所增加(增加數量取決于天線增益)。現有的系統仿真不足在于考慮的場景均為傳統的三扇區情況，對于OTSR站型沒有考慮，導致無法或只能粗略的模擬實際網絡的覆蓋情況。
發明內容
本發明所解決的技術問題在于提供了一種OTSR站型的下行覆蓋預測方法及裝置。本發明實施例中提供了一種OTSR站型的下行覆蓋預測方法，包括如下步驟計算下行路損；計算單個像素點的傳統的下行信號接收功率；根據功分路數與下行路損通過傳統的下行信號接收功率計算功分小區下像素點的下行信號接收功率；根據終端的最小接收電平門限值與功分小區下像素點的下行信號接收功率確定下行覆蓋范圍。較佳地，根據功分路數與下行路損通過傳統的下行信號接收功率計算功分小區下像素點的下行信號接收功率，可以包括
下行信號接收功率=信號發射功率-IOlog(N) +扇區側天線增益-傳播損耗-建筑物穿損-人體損耗-線纜損失-陰影衰落+終端天線增益；其中，N為小區功分個數，傳播損耗為根據實際情況按照采用的傳播模型計算下行路損，傳播模型包括以下模型之一 奧村模型、標準SPM模型、C0ST231模型。較佳地，計算功分小區下像素點的下行信號接收功率，可以包括將來自多個小區的信號接收功率的實部進行相加；或，將來自多個小區的信號接收功率的實部進行相加后根據信號疊加因子取值。較佳地，疊加因子可以根據地物環境在0至1中進行取值，取值時，當多路信號到達像素點的相位偏差較小時，取值較大，當相位偏差較大時，取值較小。較佳地，根據終端的最小接收電平門限值與功分小區下像素點的下行信號接收功率確定下行覆蓋范圍，可以包括當某個像素點的下行信號接收功率大于終端的最小接收電平門限值，且該下行信號接收功率為所有到達該像素點的下行信號接收功率的最大值時，則判斷該像素點在下行
覆蓋范圍。本發明實施例中還提供了一種OTSR站型的下行覆蓋預測裝置，包括路損計算模塊，用于計算下行路損；功率計算模塊，用于計算單個像素點的傳統的下行信號接收功率；電平計算模塊，用于根據功分路數與下行路損通過傳統的下行信號接收功率計算功分小區下像素點的下行信號接收功率；覆蓋判斷模塊，用于根據終端的最小接收電平門限值與功分小區下像素點的下行信號接收功率確定下行覆蓋范圍。較佳地，電平計算模塊可以進一步用于按下式根據功分路數與下行路損通過傳統的下行信號接收功率計算功分小區下像素點的下行信號接收功率下行信號接收功率=信號發射功率-IOlog(N) +扇區側天線增益-傳播損耗-建筑物穿損-人體損耗-線纜損失-陰影衰落+終端天線增益；其中，N為小區功分個數，傳播損耗為根據實際情況按照采用的傳播模型計算下行路損，傳播模型包括以下模型之一 奧村模型、標準SPM模型、C0ST231模型。較佳地，電平計算模塊可以進一步用于在計算功分小區下像素點的下行信號接收功率時，將來自多個小區的信號接收功率的實部進行相加；或，將來自多個小區的信號接收功率的實部進行相加后根據信號疊加因子取值。較佳地，電平計算模塊可以進一步用于在采用疊加因子時根據地物環境在0至1 中進行取值，取值時，當多路信號到達像素點的相位偏差較小時，取值較大，當相位偏差較大時，取值較小。較佳地，覆蓋判斷模塊可以進一步用于在根據終端的最小接收電平門限值與功分小區下像素點的下行信號接收功率確定下行覆蓋范圍時，當某個像素點的下行信號接收功率大于終端的最小接收電平門限值，且該下行信號接收功率為所有到達該像素點的下行信號接收功率的最大值時，則判斷該像素點在下行覆蓋范圍。本發明有益效果如下在本發明實施例提供的技術方案中，由于在下行信號接收功率時，考慮到了 OTSR站型的特點，是根據功分路數來計算功分小區下像素點的下行信號接收功率；并進而根據終端的最小接收電平門限值與功分小區下像素點的下行信號接收功率確定下行覆蓋范圍， 因此能夠模擬OTSR站型實際網絡的覆蓋情況。
圖1為背景技術中OTSR功分原理示意圖2為本發明實施例中OTSR站型的下行覆蓋預測方法實施流程示意圖3為本發明實施例中功分小區應用場景示意圖4為本發明實施例中基于RRU功分器分路的虛擬小區覆蓋示意圖5為本發明實施例中OTSR站型的下行覆蓋預測裝置結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的具體實施方式
進行說明。
圖2為OTSR站型的下行覆蓋預測方法實施流程示意圖，如圖所示，可以在預測時可以包括如下步驟
步驟201、計算下行路損；
步驟202、計算單個像素點的傳統的下行信號接收功率；
步驟203、根據功分路數與下行路損通過傳統的下行信號接收功率計算功分小區下像素點的下行信號接收功率；
步驟204、根據終端的最小接收電平門限值與功分小區下像素點的下行信號接收功率確定下行覆蓋范圍。
在步驟201的實施中，在OTSR站型中，功分出去的小區是為了解決不同地物的覆蓋情況，因此方向角、下傾角、高度以及安裝位置均有可能不同。在計算路損時，功分小區可以采用不同的傳播模型進行計算，因此功分小區到達某個像素點上的路損值也可能不一樣。
在步驟202的實施中，計算單個像素點的下行信號接收功率。按照傳統的下行信號接收電平方法進行計算，而不用確定該小區是否屬于功分小區。
下面對下行信號接收功率的計算進行說明。
下面先對傳統下的下行信號接收功率與OTSR站型中功分出去的小區的下行信號接收功率的關系進行分析。
單個小區的射頻信號從RRU(Radio Remote Unit，射頻拉遠單元)輸出至天線時， 通過外置功分器將射頻信號分成兩路(考慮到功率原因，通常僅分為兩路)，每路信號類似于一個拷貝，同時信號功率減半。與之連接的不同天線對發射的信號實際上是完全相同的， 只是由于方向角、下傾角、高度以及安裝位置的不同覆蓋不同的區域(有可能部分區域交疊)，從而制造了多個虛擬小區。從本質上來看，兩個扇區同屬于一個小區。該方案沒有增加BBU(BaseBandUnit，基帶處理單元)、RRU硬件，同時能夠達到提高覆蓋的目的。
圖3為功分小區應用場景示意圖，如圖所示，對于2T2R的天線配置，發射過程中， 來自RRU的每一路Tx信號通過功分器完成分路，分別輸出至兩個天線；接收過程中，分別來自兩個天線的Rx信號通過功分器合路，輸出至RRU中。
共RRU的虛擬小區之間共享無線資源，也即共享頻率、時間、功率等資源，同時由于實質上是一個邏輯小區，因此具有相同的小區標識等。
圖4為基于RRU功分器分路的虛擬小區覆蓋示意圖，如圖所示，基站A采用共RRU 功分器分路的方式獲得兩個虛擬小區cellA-1、cellA-2，而從eNodeB內部處理來看，實質上是同一個小區cellA。基站B沒有采用功分器分路方式，只有一個常規小區cellB。在 CellA的覆蓋范圍內存在虛擬小區單獨覆蓋區域、虛擬小區重疊覆蓋區域，以及虛擬小區單獨覆蓋區域與鄰小區cellB的重疊覆蓋區域、虛擬小區重疊覆蓋區域與鄰小區B的重疊覆蓋區域。如果基站B也采用功分器分路，覆蓋情況將更為復雜，但是對于基站B的覆蓋判斷也依然與基站A —樣，因此繼續以基站A為例進行說明。
下面就2個方面的計算進行分析說明。
在步驟203的實施中，根據功分路數與下行路損通過傳統的下行信號接收功率計算功分小區下像素點的下行信號接收功率，可以包括
下行信號接收功率=信號發射功率-IOlog(N) +扇區側天線增益-傳播損耗-建筑物穿損-人體損耗-線纜損失-陰影衰落+終端天線增益；其中，N為小區功分個數，傳播損耗為根據實際情況按照采用的傳播模型計算下行路損，傳播模型包括以下模型之一 奧村模型、標準SPMGtandard Propagation Model，標準傳播模式)模型、C0ST231模型。
具體的，在計算下行接收功率時，一般情況下是考慮考慮單個像素點上的接收電平。其中，像素點是與電子地圖的精度有關，是電子地圖的最小組成單位。
單個像素點的計算可以如下
下行信號接收功率=信號發射功率-IOlog(N) +扇區側天線增益-傳播損耗-建筑物穿損-人體損耗-線纜損失-陰影衰落+終端天線增益
其中，
信號發射功率為輸入值，與小區的發射功率相關；
N為小區功分個數，一般情況下，建議該值為2 ；
扇區側天線增益，與小區所處的地理環境有關，一般取值為15 ISdbi ；
傳播損耗，根據實際情況，按照采用的傳播模型計算下行路損，一般情況下采用的傳播模型包括奧村模型、標準SPM模型、C0ST231模型等；
建筑物穿損，輸入值，根據不同的覆蓋區域以及建筑物特性輸入；
人體損耗，語音業務一般建議為3db，數據業務建議為Odb ；
線纜損耗，包括連接頭損耗和饋線損耗；
陰影衰落，根據覆蓋區域的不同，在不同標準方差下計算，符合對數正態分布；
終端天線增益，一般情況下，默認為Odb。
在步驟203的實施中，計算功分小區下像素點的下行信號接收功率，可以包括
將來自多個小區的信號接收功率的實部進行相加；
或，將來自多個小區的信號接收功率的實部進行相加后根據信號疊加因子取值。
實施中，疊加因子根據地物環境在0至1中進行取值，取值時，當多路信號到達像素點的相位偏差較小時，取值較大，當相位偏差較大時，取值較小。
在計算功分小區下像素點的下行信號接收功率時，功分小區下的像素點，接收來自多個小區的信號，因此在進行計算時，可以以2種不同的方式進行計算(1)對于來自多個小區的信號實部進行相加，該處理方式可以簡化計算流程。(2)在對于來自多個小區的實部進行相加的基礎上，可以考慮信號疊加因子G。在不同的地物環境中，G值取值范圍不同。當多路信號到達像素點的相位偏差較小時，比如該值比較大；當相位偏差比較大時，該值比較小。
具體的，小區功分情況下，UE(User Equipment，用戶設備)同時接收到虛擬小區 A-I經歷Hl信道傳播后的信號Si，以及虛擬小區A-2經歷H2信道傳播后的信號S2，則接收電平計算可以如下
Sr = S1+S2 = (1/2) *St (t_ Δ tl) *H1+ (1/2) *St (t_ Δ t2) *H2
其中，
St代表發射信號輸出功率；
Sr代表接收信號，1/2代表信號強度減半；
tl和Δ t2分別代表RRU功分器分路后射頻信號分別至兩個天線對的饋線傳輸時延；
Hl和H2分別代表虛擬小區A-I和A_2的信道，Hl和H2具有不同的信道特性，對應不同的衰落和路損。
LTE(Long Term Evolution，長期演進)中，在不同的發射模式下，信道矩陣是預先設定的，發射端通過預定的發射矩陣進行發射，接收端按照信道矩陣的共軛進行解析。同時 UE通過上行反饋機制，即可確定UE與發射端之間的信號時延。
由于系統仿真中沒有信道矩陣、信道時延的概念，即沒有H和At，考慮到實現的可能性和簡易性，對信號只進行疊加，同時忽略多個天線之間產生的發射分集增益。在此情況下，則有2種計算方式
(1)對于各個像素點的接收到的2個天線的電平進行簡單的疊加，計算方式可以如下
Sr = SQRT(((1/2)*St*Hl)2+((1/2)*St*H2)2)
(2)根據不同的地物環境，通過調整因子G來進行確定最終的接收電平，其中G取值范圍是0 1，計算方式可以如下
Sr = G*SQRT(((1/2)*St*Hl)2+((1/2)*St*H2)2)
其中，SQRT為 Square Root Calculations (平方根計算)。
最后，在步驟204的實施中，根據終端的最小接收電平門限值與功分小區下像素點的下行信號接收功率確定下行覆蓋范圍，可以包括
當某個像素點的下行信號接收功率大于終端的最小接收電平門限值，且該下行信號接收功率為所有到達該像素點的下行信號接收功率的最大值時，則判斷該像素點在下行覆蓋范圍。
具體的，判斷下行最佳服務小區可以如下
定義終端的最小接收電平門限值。該電平為UE能夠接入小區的最小門限值，一般情況下，該值可設置為_125dbm。
對各個小區到某個像素點的接收電平進行比較。對于功分小區所覆蓋的像素點， 電平值的計算按照上述描述的下行接收電平方式進行計算。在進行對比時，以該值進行排序對比。
根據預先設定的門限，判斷下行最佳服務小區。當某個像素點的接收電平大于該門限值時，同時該電平為所有到達該像素點的電平最大值的，則判斷該像素點為該小區的覆蓋范圍。
最佳服務小區的定義
(1)該像素點的接收功率大于終端的最小接收電平門限值；
(2)取覆蓋小區中接收電平值最大的小區作為該像素的最佳服務小區
對于功分小區而言，對于每個像素點需要把功分出的天線歸屬為一個小區來計算接收電平，最佳服務小區是2個功分小區覆蓋區域的包絡之和。
基于同一發明構思，本發明實施例中還提供了一種OTSR站型的下行覆蓋預測裝置，由于該裝置解決問題的原理與OTSR站型的下行覆蓋預測方法相似，因此該裝置的實施可以參見方法的實施，重復之處不再贅述。
圖5為OTSR站型的下行覆蓋預測裝置結構示意圖，如圖所示，裝置中可以包括
路損計算模塊501，用于計算下行路損；
功率計算模塊502，用于計算單個像素點的傳統的下行信號接收功率；
電平計算模塊503，用于根據功分路數與下行路損通過傳統的下行信號接收功率計算功分小區下像素點的下行信號接收功率；
覆蓋判斷模塊504，用于根據終端的最小接收電平門限值與功分小區下像素點的下行信號接收功率確定下行覆蓋范圍。
實施中，電平計算模塊還可以進一步用于按下式根據功分路數與下行路損通過傳統的下行信號接收功率計算功分小區下像素點的下行信號接收功率
下行信號接收功率=信號發射功率-IOlog(N) +扇區側天線增益-傳播損耗-建筑物穿損-人體損耗-線纜損失-陰影衰落+終端天線增益；其中，N為小區功分個數，傳播損耗為根據實際情況按照采用的傳播模型計算下行路損，傳播模型包括以下模型之一 奧村模型、標準SPM模型、C0ST231模型。
實施中，電平計算模塊還可以進一步用于在計算功分小區下像素點的下行信號接收功率時，將來自多個小區的信號接收功率的實部進行相加；或，將來自多個小區的信號接收功率的實部進行相加后根據信號疊加因子取值。
實施中，電平計算模塊還可以進一步用于在采用疊加因子時根據地物環境在0至 1中進行取值，取值時，當多路信號到達像素點的相位偏差較小時，取值較大，當相位偏差較大時，取值較小。
實施中，覆蓋判斷模塊還可以進一步用于在根據終端的最小接收電平門限值與功分小區下像素點的下行信號接收功率確定下行覆蓋范圍時，當某個像素點的下行信號接收功率大于終端的最小接收電平門限值，且該下行信號接收功率為所有到達該像素點的下行信號接收功率的最大值時，則判斷該像素點在下行覆蓋范圍。
為了描述的方便，以上所述裝置的各部分以功能分為各種模塊或單元分別描述。 當然，在實施本發明時可以把各模塊或單元的功能在同一個或多個軟件或硬件中實現。
在系統仿真中引入本發明實施例提供的OTSR站型計算方式后，在進行網絡規劃過程中，操作者只要按照統一的輸入模板導入即可，只需在填入相關數據時，對于某一個站點或小區是否采用0TSR，由專門的字符進行確認即可，從而大量節省人力50%以上。同時對于實際網絡覆蓋預測具有很高的指導意義。
本領域內的技術人員應明白，本發明的實施例可提供為方法、系統、或計算機程序產品。因此，本發明可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且，本發明可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(包括但不限于磁盤存儲器、CD-ROM、光學存儲器等)上實施的計算機程序產品的形式。
本發明是參照根據本發明實施例的方法、設備(系統)、和計算機程序產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數據處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數據處理設備的處理器執行的指令產生用于實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。
這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。
這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數據處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執行的指令提供用于實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。
盡管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明范圍的所有變更和修改。
顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種全向發射定向接收OTSR站型的下行覆蓋預測方法，其特征在于，包括如下步驟計算下行路損；計算單個像素點的傳統的下行信號接收功率；根據功分路數與下行路損通過傳統的下行信號接收功率計算功分小區下像素點的下行信號接收功率；根據終端的最小接收電平門限值與功分小區下像素點的下行信號接收功率確定下行覆蓋范圍。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，根據功分路數與下行路損通過傳統的下行信號接收功率計算功分小區下像素點的下行信號接收功率，包括下行信號接收功率=信號發射功率-IOlog(N) +扇區側天線增益-傳播損耗-建筑物穿損-人體損耗-線纜損失-陰影衰落+終端天線增益；其中，N為小區功分個數，傳播損耗為根據實際情況按照采用的傳播模型計算下行路損，傳播模型包括以下模型之一奧村模型、標準傳播模式SPM模型、C0ST231模型。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，計算功分小區下像素點的下行信號接收功率，包括將來自多個小區的信號接收功率的實部進行相加；或，將來自多個小區的信號接收功率的實部進行相加后根據信號疊加因子取值。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，疊加因子根據地物環境在O至1中進行取值，取值時，當多路信號到達像素點的相位偏差較小時，取值較大，當相位偏差較大時，取值較小。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，根據終端的最小接收電平門限值與功分小區下像素點的下行信號接收功率確定下行覆蓋范圍，包括當某個像素點的下行信號接收功率大于終端的最小接收電平門限值，且該下行信號接收功率為所有到達該像素點的下行信號接收功率的最大值時，則判斷該像素點在下行覆蓋范圍。
6.一種OTSR站型的下行覆蓋預測裝置，其特征在于，包括 路損計算模塊，用于計算下行路損；功率計算模塊，用于計算單個像素點的傳統的下行信號接收功率； 電平計算模塊，用于根據功分路數與下行路損通過傳統的下行信號接收功率計算功分小區下像素點的下行信號接收功率；覆蓋判斷模塊，用于根據終端的最小接收電平門限值與功分小區下像素點的下行信號接收功率確定下行覆蓋范圍。
7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，電平計算模塊進一步用于按下式根據功分路數與下行路損通過傳統的下行信號接收功率計算功分小區下像素點的下行信號接收功率下行信號接收功率=信號發射功率-IOlog(N) +扇區側天線增益-傳播損耗-建筑物穿損-人體損耗-線纜損失-陰影衰落+終端天線增益；其中，N為小區功分個數，傳播損耗為根據實際情況按照采用的傳播模型計算下行路損，傳播模型包括以下模型之一奧村模型、標準SPM模型、C0ST231模型。
8.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，電平計算模塊進一步用于在計算功分小區下像素點的下行信號接收功率時，將來自多個小區的信號接收功率的實部進行相加；或，將來自多個小區的信號接收功率的實部進行相加后根據信號疊加因子取值。
9.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，電平計算模塊進一步用于在采用疊加因子時根據地物環境在0至1中進行取值，取值時，當多路信號到達像素點的相位偏差較小時， 取值較大，當相位偏差較大時，取值較小。
10.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，覆蓋判斷模塊進一步用于在根據終端的最小接收電平門限值與功分小區下像素點的下行信號接收功率確定下行覆蓋范圍時，當某個像素點的下行信號接收功率大于終端的最小接收電平門限值，且該下行信號接收功率為所有到達該像素點的下行信號接收功率的最大值時，則判斷該像素點在下行覆蓋范圍。
全文摘要
本發明公開了一種全向發射定向接收站型的下行覆蓋預測方法及裝置，包括計算下行路損；計算單個像素點的傳統的下行信號接收功率；根據功分路數與下行路損通過傳統的下行信號接收功率計算功分小區下像素點的下行信號接收功率；根據終端的最小接收電平門限值與功分小區下像素點的下行信號接收功率確定下行覆蓋范圍。本發明能夠模擬全向發射定向接收站型實際網絡的覆蓋情況。
文檔編號H04W52/24GK102547821SQ20101058836
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月14日 優先權日2010年12月14日
發明者劉康康 申請人:中興通訊股份有限公司