[发明专利]一种三维天线增益的计算方法和装置

说明书

本发明公开了一种三维天线增益的计算方法和装置。所述方法包括：预先根据天线在水平方向的增益观察值的变化范围、天线在垂直方向的增益观察值的变化范围，空间位置点在水平方向的增益测量参数和垂直方向的增益测量参数建立三维插值模型；根据任一空间位置点相对于天线的位置信息，计算空间位置点在水平方向的增益测量值和垂直方向的增益测量值；根据空间位置点在水平方向的增益测量值和垂直方向的增益测量值，以及根据三维插值模型，计算天线在空间位置点处的三维天线增益。本发明的方法具有较高的精度，且能够显著提升插值算法的效率，简化插值算法的复杂性。

技术领域

本发明涉及移动通信的无线规划及优化处理领域，特别涉及一种三维天线增益的计算方法和装置。

背景技术

随着移动通信网络技术的不断发展，特别是3G/4G移动通信网络的大规模商用，蜂窝移动通信网络的结构呈现小区密集化、立体化、微型化的趋势。原有的二维平面传播模型已经远不能适应当前移动蜂窝网络的规划和优化的精度要求，业内正在探索研究在三维立体传播模型中实现更加准确的仿真预测，以适应蜂窝移动网络不断发展的新要求。

在移动通信网络的规划和优化工程中，对通信基站天线的空间三维仿真中增益数据精度的要求越来越高，仿真数据的误差主要来源于天线增益的误差及传播模型计算上的误差。

目前，天线增益参数测量通常根据天线的E面和H面方向图计算天线的增益(天线的E面和H面可以理解为天线的方位面与俯仰面，方位面平行于天线的最大辐射面，俯仰面垂直于天线的辐射面)，计算准确度往往受所选择的经验公式制约。如传统SA算法通过将天线水平增益和垂直增益相加计算三维天线增益，计算方法虽然简单，但天线增益的精度无法满足用户需求。

为此，业内提出了多种三维天线增益的计算方法，最为普遍的就是采用内插法，内插法的计算精度相比较传统SA算法有了很大的提高，但内插法同样存在不足：在偏离E面较大的仰角上，内插法可能产生非常大的误差，并且基于内插法计算三维天线增益的复杂度较高，会给三维立体传播仿真带来的巨大的计算量，使得仿真耗时过长，如中等规模蜂窝移动通信网络的一次三维仿真，单台服务器的计算时间需要15天以上。

发明内容

本发明提供了一种三维天线增益的计算方法和装置，以解决现有技术中三维天线增益的计算方法准确性差、计算复杂度高的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供一种三维天线增益的计算方法，预先根据天线在水平方向的增益观察值的变化范围、天线在垂直方向的增益观察值的变化范围，空间位置点在水平方向的增益测量参数和垂直方向的增益测量参数建立三维插值模型，所述方法包括：

根据任一空间位置点相对于天线的位置信息，计算空间位置点在水平方向的增益测量值和垂直方向的增益测量值；

根据所述空间位置点在水平方向的增益测量值和垂直方向的增益测量值，以及根据三维插值模型，计算天线在空间位置点处的三维天线增益。

另一方面，本发明提供一种天线三维增益的计算装置，所述装置包括：模型建立单元、增益测量值计算单元和三维天线增益计算单元；

模型建立单元，用于预先根据天线在水平方向的增益观察值的变化范围、天线在垂直方向的增益观察值的变化范围，空间位置点在水平方向的增益测量参数和垂直方向的增益测量参数建立三维插值模型；

增益测量值计算单元，用于根据任一空间位置点相对于天线的位置信息，计算空间位置点在水平方向的增益测量值和垂直方向的增益测量值；

三维天线增益计算单元，用于根据空间位置点在水平方向的增益测量值和垂直方向的增益测量值，以及根据三维插值模型，计算天线在空间位置点处的三维天线增益。