一種調整天線下傾角的方法及基站與流程
2023-05-25 10:36:56 3
本發明涉及無線通信技術領域，尤其涉及一種調整天線下傾角的方法及基站。
背景技術：
在無線通信系統中，通常通過調整天線下傾角來調整基站的覆蓋範圍。當下傾角變大時，基站的覆蓋範圍會變小；反之，下傾角減小時，基站的覆蓋範圍會變大。
為了降低部署成本，通常安裝寬頻多制式集成天線，以完成不同制式或同一制式不同頻段(以下簡稱為不同頻段)信號的覆蓋。由於寬頻多制式集成天線只有一套天線，當調整其下傾角時，所有制式和頻段的信號覆蓋範圍會同時改變。由於不同制式或不同頻段信號的覆蓋能力是不一樣的，因此，當天線的高度、下傾角和發送功率均相同時，低頻信號由于波長較長，覆蓋範圍較大，而高頻信號由于波長較短，覆蓋範圍較小。例如，當調整上述寬頻多制式集成天線使某一頻段信號的覆蓋範圍達到最優(例如，邊緣用戶能夠可靠接打電話的最大覆蓋範圍)時，較高頻段信號的覆蓋範圍較小，從而可能使工作在該較高頻段的小區與鄰區之間出現未覆蓋區域，導致小區邊緣通信容量下降；同時，較低頻段信號的覆蓋範圍較大，從而可能使工作在該較低頻段的小區與鄰區的覆蓋範圍重疊較多，小區間幹擾嚴重，導致通信質量下降。
技術實現要素：
本發明提供一種調整天線下傾角的方法及基站，用於解決不同制式和/或不同頻段信號的覆蓋範圍不能獨立調整的問題。
為達到上述目的，本發明採用如下技術方案：
第一方面，本發明提供了一種調整天線下傾角的方法，應用於一種基站，基站包括天線，天線包括至少兩根子天線，其中，一根子天線，只用於同一制式且同一頻段的信號的發送和接收，方法包括：
獲取第一指定信號的質量，第一指定信號為基站通過第一指定子天線接收的邊緣終端發送的信號，第一指定子天線為至少兩根子天線中的任意一根子天線，邊緣終端為位於第一指定子天線覆蓋區域中邊緣區域的終端；
根據第一指定信號的質量，調整第一指定子天線的下傾角。
第二方面，本發明提供了另一種調整天線下傾角的方法，應用於一種基站，基站包括天線，天線包括至少兩根子天線，其中，一根子天線，只用於同一制式且同一頻段的信號的發送和接收，方法包括：
根據第二指定信號，獲取第二指定子天線的無線資源利用率，第二指定信號為基站通過第二指定子天線發送出去的信號，第二指定子天線為至少兩根子天線中的任意一根子天線；
根據無線資源利用率，調整第二指定子天線的下傾角。
第三方面，本發明提供了一種基站，包括天線，天線包括至少兩根子天線，其中，一根子天線，只用於同一制式且同一頻段的信號的發送和接收，基站還包括：
獲取模塊，用於獲取第一指定信號的質量，第一指定信號為基站通過第一指定子天線接收的邊緣終端發送的信號，第一指定子天線為至少兩根子天線中的任意一根子天線，邊緣終端為位於第一指定子天線覆蓋區域中邊緣區域的終端；
調整模塊，用於根據獲取模塊獲取的第一指定信號的質量，調整第一指定子天線的下傾角。
第四方面，本發明提供了另一種基站，基站包括天線，天線包括至少兩根子天線，其中，一根子天線，只用於同一制式且同一頻段的信號的發送和接收，基站包括：
獲取模塊，用於根據第二指定信號，獲取第二指定子天線的無線資源利用率，第二指定信號為基站通過第二指定子天線發送出去的信號，第二指定子天線為至少兩根子天線中的任意一根子天線；
調整模塊，用於根據獲取模塊獲取的無線資源利用率，調整第二指定子天線的下傾角。
本發明提供的調整天線下傾角的方法及基站，與現有技術相比，具有如下有益效果：
與現有技術不同，本發明提供的基站天線包括至少兩根子天線，其中每一根子天線只用於發送和接收同一制式且同一頻段的信號，且每一根子天線的下傾角均可以獨立調整，以便通過調整每一根子天線的覆蓋範圍，調整該子天線發送的某一制式的某一頻段信號的覆蓋範圍。由此可見，當調整某根子天線下傾角時，不會改變其他子天線的覆蓋範圍，自然也不會改變其他子天線發送的其他制式和/或其他頻段信號的覆蓋範圍，解決了不同制式和/或不同頻段信號的覆蓋範圍不能獨立調整的問題。
並且，每一根子天線的下傾角，均可以根據第一指定信號的質量實時調整。因此，本發明實施例通過動態地調整子天線的覆蓋範圍，改善第一指定信號的質量，進而改善邊緣終端的通信質量，提升了用戶體驗。
或者，當一個子天線的無線資源利用率達到飽和後，會拒絕新的終端接入，若此時相鄰基站的無線資源利用率較低，則根據該子天線的無線資源利用率，以及相鄰基站的無線資源利用率，動態地調整該子天線的覆蓋範圍，以及相鄰基站的覆蓋範圍，以改善多個相鄰基站的覆蓋能力，提高了無線網絡的容量和運行效率。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例提供的天線下傾角與覆蓋區域示意圖；
圖2為本發明實施例提供的一種調整天線下傾角的方法流程圖；
圖3為本發明實施例提供的一種天線的結構示意圖；
圖4為本發明實施例提供的子天線覆蓋區域與邊緣終端示意圖；
圖5為本發明實施例提供的另一種調整天線下傾角的方法流程圖；
圖6為本發明實施例提供的另一種調整天線下傾角的方法流程圖；
圖7為本發明實施例提供的另一種調整天線下傾角的方法流程圖；
圖8為本發明實施例提供的一種基站的結構示意圖；
圖9為本發明實施例提供的另一種基站的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本發明實施例適用於一種基站，如圖1所示，h為基站天線的高度，3條實線a、b和c的箭頭方向為基站天線發射電磁波束的方向，其中b為全功率發射方向，a和c為半功率發射方向，a和c之間的夾角β的一半為半功率角β/2，則基站的主瓣覆蓋區域為d1，副瓣覆蓋區域為d2。其中，b與水平面的夾角α為基站天線的下傾角α＝arctan(h/((d1+d2))+β/2。由此可見，可以通過調整基站天線的下傾角α，改變基站天線的主瓣覆蓋區寬度d1的大小和副瓣覆蓋區半徑d2的大小。例如，當增加下傾角α時，基站天線的覆蓋範圍d1+d2會變小，反之，當減小下傾角α時，基站天線的覆蓋範圍會變大。
如圖2所示，本發明實施例提供一種調整天線下傾角的方法，可以應用於上述基站，該基站包括天線，天線包括至少兩根子天線，其中，一根子天線，只用於同一制式且同一頻段的信號的發送和接收。其中，圖2中所示的方法步驟會在下文提出，在此不再贅述。
如圖3所示，本發明實施例提供的一種可能的基站天線的布局方式，包括按列設置在安裝板35上的多個子天線31、32和33，其中每一個子天線的下傾角均可以獨立調整，且每一個子天線均有專用的信號接口。另外，每一個子天線包括至少一個射頻器件34，由於射頻器件34的製造工藝所限，每一種射頻器件34所能支持的有限的幾個頻段，因此，子天線31、32和33往往分別用於發送和接收不同制式的不同頻段的信號。例如，兩根子天線31可以用於發送和接收長期演進(longtermevolution，lte)信號，兩根子天線32可以用於發送和接收寬帶碼分多址(widebandcodedivisionmultipleaccess，wcdma)信號，而子天線33可以用於發送和接收全球移動通信系統(globalsystemformobilecommunication，gsm)信號。
如圖2所示的方法流程，具體包括：
步驟201、獲取第一指定信號的質量。
其中，第一指定信號為基站通過第一指定子天線接收的邊緣終端發送的信號，第一指定子天線為至少兩根子天線中的任意一根子天線，邊緣終端為位於第一指定子天線覆蓋區域中邊緣區域的終端。
例如，如圖4所示，第一指定天線為圖中的子天線44，其覆蓋區域為實線內區域，終端41位於該覆蓋區域中的邊緣區域，即靠近覆蓋區域邊緣的位置，為邊緣終端，終端42和另外3個終端43為非邊緣終端。
第一指定信號，包括由終端41發送，並由基站通過第一指定子天線接收到的語音信號和數據信號之中的至少一種。例如，gsm語音信號，wcdma數據信號，或者lte語音信號和數據信號。第一指定信號的質量，通常用信號與幹擾加噪聲比(signaltointerferenceplusnoiseratio，sinr)、參考信號接收功率(referencesignalreceivingpower，rsrp)等指標來表示。
步驟202、根據第一指定信號的質量，調整第一指定子天線的下傾角。
該步驟202具體包括：
若第一指定信號的質量的取值小於第一閾值，則增大第一指定子天線的下傾角的角度；若第一指定信號的質量的取值大於第二閾值，則減小第一指定子天線的下傾角的角度，其中，第二閾值的取值大於或等於第一閾值的取值。
需要說明的是，第一閾值與第二閾值可以由工作人員，根據歷史經驗值預先設定，具體設置方式、取值等在此不做作過多限定。
值得說明的是，當第一指定子天線的下傾角經過一次調整後，由於第一指定子天線的覆蓋範圍已經改變，調整後的邊緣終端可能為新的邊緣終端。例如，如圖4所示，當增大子天線44的下傾角時，子天線44的覆蓋範圍從實線內區域調整為虛線內區域，則終端42成為新的邊緣終端，第一指定信號也改變為由新的邊緣終端42發送，並由基站通過子天線44接收到的信號。另外，原邊緣終端41可以處於相鄰基站的覆蓋範圍內。
另外，若調整後新的第一指定信號的質量仍然很差，則可以根據新的第一指定信號的質量再次調整第一指定子天線的下傾角。在實際應用中，第一指定子天線的下傾角只能在第一指定子天線所支持的下傾角調整範圍內進行調整。
與現有技術不同，本發明實施例提供的基站的天線包括至少兩根子天線，其中每一根子天線只用於發送和接收同一制式且同一頻段的信號，且每一根子天線的下傾角均可以獨立調整，以便通過調整每一根子天線的覆蓋範圍，調整該子天線發送的某一制式的某一頻段信號的覆蓋範圍。由此可見，當調整某根子天線下傾角時，不會改變其他子天線的覆蓋範圍，自然也不會改變其他子天線發送的其他制式和/或其他頻段信號的覆蓋範圍，解決了不同制式和/或不同頻段信號的覆蓋範圍不能獨立調整的問題。
並且，每一根子天線的下傾角，均可以根據第一指定信號的質量實時調整。因此，本發明實施例通過動態地調整子天線的覆蓋範圍，改善第一指定信號的質量，進而改善邊緣終端的通信質量，提升了用戶體驗。
在如圖2所示的實現方式的基礎上，還可以實現為如圖5所示的實現方式。其中，在執行步驟201獲取第一指定信號的質量之前，還可以執行步驟501至504：
步驟501、將至少兩根子天線中的每一根子天線的下傾角的角度設置為指定值。
其中，指定值可以設定為每一根子天線所能支持的下傾角的角度範圍內的數值，比如，每一根子天線所能支持的下傾角的最小值、最大值，以及最小值和最大值的平均值之中的一種，也可以根據經驗值進行設定，本發明實施例對此不作限定。在實際應用中，子天線下傾角的調整範圍一般為8度至15度。
步驟502、獲取基站待發送信號中的每一種信號的制式和頻段。
其中，基站待發送信號可能包括多種不同制式和/或頻段的信號。每一種信號的制式和頻段，均可以通過該信號攜帶的頻段和編碼模式確定。
步驟503、根據制式和頻段，為每一種信號分配子天線。
其中，每一種信號均具備特定製式和特定頻段，相應地，根據每一根子天線所能支持的制式和頻段，可以為每一根子天線分配一種具有特定製式和特定頻段的信號。具體地，可以通過每一根子天線的接口分別發送和接收每一種信號。
值得說明的是，雖然同一根子天線只能用於發送和接收一種具備特定製式和特定頻段的信號，但是不同的子天線卻可以同時發送和接收同一種信號，即同一種信號可以通過多個子天線發送和接收。例如，如圖3所示，兩根子天線31可以同時用於發送和接收lte信號，以便利用多輸入多輸出(multipleinputmultipleoutput，mimo)技術，增強基站的通信容量和覆蓋能力。
步驟504、通過為每一種信號分配的子天線，發送每一種信號。
本發明實施例通過獲取基站待發送的信號中的頻段和編碼模式識別出具備特定製式和特定頻段的每一種信號，為每一種信號分配子天線，並通過分配的子天線發送和接收每一種信號，以完成基站的信號覆蓋。其中，每一根子天線均只發送一種信號，且每一根子天線的下傾角均可以獨立調整，因此，當調整發送和接收某一種信號的每一根子天線的下傾角，以改變該信號的覆蓋範圍時，不會改變其他信號的覆蓋範圍，從而可以使每一種信號的覆蓋範圍均可以分別調整並達到最優，提高了基站的覆蓋能力和通信容量。
如圖6所示，本發明實施例還提供了另一種調整天線下傾角的方法，可以應用於上述基站，該基站包括天線，天線包括至少兩根子天線，其中，一根子天線，只用於同一制式且同一頻段的信號的發送和接收。該方法具體包括：
步驟601、根據第二指定信號，獲取第二指定子天線的無線資源利用率。
其中，第二指定信號為基站通過第二指定子天線發送出去的信號，第二指定子天線為至少兩根子天線中的任意一根子天線。第二指定子天線的無線資源利用率，是指通過第二指定子天線，接收和發送第二指定信號的小區和/或基站的無線資源利用率。
根據第二指定信號，獲取第二指定子天線的無線資源利用率，具體包括：根據第二指定信號，獲取第二指定子天線覆蓋區域內所有終端所佔用的無線資源之和，然後除以第二指定子天線所能提供的無線資源的總量，即可獲得第二指定子天線的無線資源利用率。其中，所述無線資源包括：頻域資源、時域資源和碼域資源。頻域資源包括載頻數，時域資源包括幀、子幀、符號，碼域資源包括信道化碼、擾碼等。
步驟602、根據無線資源利用率，調整第二指定子天線的下傾角。
該步驟602具體包括：
若無線資源利用率的取值小於第三閾值，則減小第二指定子天線的下傾角的角度，以擴大第二指定子天線的覆蓋範圍；若無線資源利用率的取值大於第四閾值，則增大第二指定子天線的下傾角的角度，第三閾值的取值小於或等於第四閾值的取值，以縮小第二指定子天線的覆蓋範圍。
例如，如圖4所示，圖中的子天線44為第二指定子天線，其覆蓋範圍為圖中實線內的區域，在該區域內，終端41和多個終端43與基站之間存在業務連接，終端42與基站之間不存在業務連接，且子天線44的無線資源利用率已經飽和，而相鄰基站的無線資源利用率較低，可以接受新終端的接入申請。當終端42嘗試接入無線網絡時，可以根據子天線44的無線資源利用率，增大子天線44的下傾角，縮小子天線44的覆蓋範圍至虛線內區域，並將終端41通過小區切換流程切換至相鄰基站的覆蓋範圍內，以此降低子天線44的無線資源利用率，以便子天線44有足夠的無線資源為新終端42提供服務。
與現有技術不同，本發明實施例提供的基站天線包括至少兩根子天線，其中每一根子天線只用於發送和接收同一制式且同一頻段的信號，且每一根子天線的下傾角均可以獨立調整，以便通過調整每一根子天線的覆蓋範圍，調整該子天線發送的某一制式的某一頻段信號的覆蓋範圍。由此可見，當調整某根子天線下傾角時，不會改變其他子天線的覆蓋範圍，自然也不會改變其他子天線發送的其他制式和/或其他頻段信號的覆蓋範圍，解決了不同制式和/或不同頻段信號的覆蓋範圍不能獨立調整的問題。
並且，當一個子天線的無線資源利用率達到飽和後，會拒絕新終端的接入請求，若此時相鄰基站的無線資源利用率較低，則根據該子天線的無線資源利用率，以及相鄰基站的無線資源利用率，動態地調整該子天線的覆蓋範圍，以及相鄰基站的覆蓋範圍，以改善多個相鄰基站的覆蓋能力，提高了無線網絡的容量和運行效率。
在如圖6所示的實現方式的基礎上，還可以實現為如圖7所示的實現方式。其中，在執行步驟601獲取第一指定信號的質量之前，還可以執行步驟501至504，由於圖7中的步驟501至504與圖5中的步驟501至504相同，此處不再贅述。
如圖8所示，本發明實施例提供了一種基站80，用於實現如圖2所示的一種調整天線下傾角的方法流程，該基站80包括天線81，天線81包括至少兩根子天線811，其中，一根子天線811，只用於同一制式且同一頻段的信號的發送和接收，該基站80還包括：
獲取模塊82，用於獲取第一指定信號的質量。
其中，第一指定信號為基站80通過第一指定子天線接收的邊緣終端發送的信號，第一指定子天線為至少兩根子天線811中的任意一根子天線，邊緣終端為位於第一指定子天線覆蓋區域中邊緣區域的終端；
調整模塊83，用於根據獲取模塊82獲取的第一指定信號的質量，調整第一指定子天線的下傾角。
其中，調整模塊83，具體用於：若第一指定信號的質量的取值小於第一閾值，則增大第一指定子天線的下傾角的角度；若第一指定信號的質量的取值大於第二閾值，則減小第一指定子天線的下傾角的角度，其中，第二閾值的取值大於或等於第一閾值的取值。
與現有技術不同，本發明提供的基站天線包括至少兩根子天線，其中每一根子天線只用於發送和接收同一制式且同一頻段的信號，且每一根子天線的下傾角均可以獨立調整，以便通過調整每一根子天線的覆蓋範圍，調整該子天線發送的某一制式的某一頻段信號的覆蓋範圍。由此可見，當調整某根子天線下傾角時，不會改變其他子天線的覆蓋範圍，自然也不會改變其他子天線發送的其他制式和/或其他頻段信號的覆蓋範圍，解決了不同制式和/或不同頻段信號的覆蓋範圍不能獨立調整的問題。
並且，每一根子天線的下傾角，均可以根據第一指定信號的質量實時調整。因此，本發明實施例通過動態地調整子天線的覆蓋範圍，改善第一指定信號的質量，進而改善邊緣終端的通信質量，提升了用戶體驗。
為了給每一根子天線811分配需要發送的信號，在如圖8所示的基站80的基礎上，還可以實現為如圖9所示的基站80。在獲取模塊82獲取第一指定信號的質量之前，調整模塊83，還用於將至少兩根子天線811中的每一根子天線的下傾角的角度設置為指定值，指定值為每一根子天線所能支持的下傾角的角度範圍內的數值；
獲取模塊82，還用於獲取基站80待發送信號中的每一種信號的制式和頻段；
基站80還包括：
分配模塊84，用於根據獲取模塊82獲取的制式和頻段，為每一種信號分配子天線811；
發送模塊85，用於通過分配模塊84為每一種信號分配的子天線811，發送每一種信號。
如圖8所示，本發明實施例還提供了另一種基站80，用於實現圖6所示的調整天線下傾角的方法流程，該基站包括天線81，天線81包括至少兩根子天線811，其中，一根子天線811，只用於同一制式且同一頻段的信號的發送和接收，該基站具體包括：
獲取模塊82，用於根據第二指定信號，獲取第二指定子天線的無線資源利用率。
其中，第二指定信號為基站80通過第二指定子天線發送出去的信號，第二指定子天線為至少兩根子天線811中的任意一根子天線；
調整模塊83，用於根據獲取模塊82獲取的無線資源利用率，調整第二指定子天線的下傾角。
其中，調整模塊83，具體用於：若無線資源利用率的取值小於第三閾值，則減小第二指定子天線的下傾角的角度；若無線資源利用率的取值大於第四閾值，則增大第二指定子天線的下傾角的角度，第三閾值的取值小於或等於第四閾值的取值。
與現有技術不同，本發明提供的基站天線包括至少兩根子天線，其中每一根子天線只用於發送和接收同一制式且同一頻段的信號，且每一根子天線的下傾角均可以獨立調整，以便通過調整每一根子天線的覆蓋範圍，調整該子天線發送的某一制式的某一頻段信號的覆蓋範圍。由此可見，當調整某根子天線下傾角時，不會改變其他子天線的覆蓋範圍，自然也不會改變其他子天線發送的其他制式和/或其他頻段信號的覆蓋範圍，解決了不同制式和/或不同頻段信號的覆蓋範圍不能獨立調整的問題。
並且，當一個子天線的無線資源利用率達到飽和後，會拒絕新的終端接入，若此時相鄰基站的無線資源利用率較低，則根據該子天線的無線資源利用率，以及相鄰基站的無線資源利用率，動態地調整該子天線的覆蓋範圍，以及相鄰基站的覆蓋範圍，以改善多個相鄰基站的覆蓋能力，提高了無線網絡的容量和運行效率。
在獲取第二指定子天線的無線資源利用率之前，調整模塊83，還用於將至少兩根子天線811中的每一根子天線的下傾角的角度設置為指定值，指定值為每一根子天線所能支持的下傾角的角度範圍內的數值；
獲取模塊83，還用於獲取基站80待發送信號中的每一種信號的制式和頻段；
基站80還包括：
分配模塊84，用於根據獲取模塊83獲取的制式和頻段，為每一種信號分配子天線；
發送模塊85，用於通過分配模塊84為每一種信號分配的子天線，發送每一種信號。
通過以上的實施方式的描述，所屬領域的技術人員可以清楚地了解到本發明可藉助軟體加必需的通用硬體的方式來實現，當然也可以通過硬體，但很多情況下前者是更佳的實施方式。基於這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該計算機軟體產品存儲在可讀取的存儲介質中，如計算機的軟盤，硬碟或光碟等，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，伺服器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述的方法。
以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應以所述權利要求的保護範圍為準。