[发明专利]一种蜂窝移动通信网络公共控制信号的立体覆盖控制方法

摘要

本发明提供了一种蜂窝移动通信网络公共控制信号的立体覆盖控制方法，包括扇区测试点集合和干扰约束点集合获取；无线信号传输路径损耗集合获取；天线流形矢量集合构建；扇区立体覆盖优化建模；激励权值矩阵求解；激励电流馈入和覆盖控制实施。本发明通过优化面阵天线的方向图来实现面向实际传播环境和目标覆盖距离的扇区立体覆盖控制，即抑制弱覆盖比和干扰度、最小化基站天线发射功率，达到抑制覆盖空洞和扇区间干扰、节能环保的目的。本发明方法既可用于面向单扇区的立体覆盖控制，也可以用于对整个网络的立体覆盖控制。

主权项

一种蜂窝移动通信网络公共控制信号的立体覆盖控制方法，包括如下步骤：(1)对于蜂窝移动通信网络内任一120°的扇区，对该扇区的目标覆盖区域进行立体网格划分，记录每个立体网格中心点坐标，所有立体网格中心点作为测试点组成测试点集合S；(2)对该扇区的虚拟界墙进行平面网格划分，记录每个平面网格中心点坐标，所有平面网格中心点作为干扰约束点组成干扰约束点集合K；(3)获得该扇区基站面阵天线中心点到各测试点和各干扰约束点的无线信号传输路径损耗，进而计算出各测试点和各干扰约束点的天线流形矢量；(4)根据所述的无线信号传输路径损耗和天线流形矢量，建立该扇区的立体覆盖优化模型如下：minwPt]]>s.t.Pr,s≥Pr,th s∈SPr,k≤Ith k∈KPt≤Pt,max其中：Pt为基站面阵天线各阵元总的发射功率，Pr,s为测试点s上的信号接收功率，Pr,k为干扰约束点k上的信号接收功率，Pr,th和Ith分别为预设的接收功率门限值和干扰功率门限值，Pt,max为基站面阵天线的最大允许发射功率，W为基站面阵天线的阵元激励权值矩阵；所述的发射功率Pt的表达式如下：P1=w^Hw^RcW^=w0w1...wM-1]]>其中：w0～wM‑1为阵元激励权值矩阵W中第0～M‑1列元素集合，M为阵元激励权值矩阵W的列数即基站面阵天线的阵元列数，H表示共轭转置，Re为基站面阵天线的输入电阻；所述的输入电阻Re的表达式如下：其中：为基站面阵天线的阵元方向图函数，θ和分别为由基站面阵天线中心点出发的俯仰角和方位角，η为传播介质的特征阻抗；所述的信号接收功率Pr,s的表达式如下：其中：et和er分别为基站面阵天线和用户接收天线的总效率，为测试点s的天线流形矢量，θs和分别为基站面阵天线中心点到测试点s的俯仰角和方位角，为测试点s的俯仰角θs和方位角代入基站面阵天线阵元方向图函数中得到的函数值，Ls为基站面阵天线中心点到测试点s的无线信号传输路径损耗；所述的信号接收功率Pr,k的表达式如下：其中：为干扰约束点k的天线流形矢量，θk和分别为基站面阵天线中心点到干扰约束点k的俯仰角和方位角，为干扰约束点k的俯仰角θk和方位角代入基站面阵天线阵元方向图函数中得到的函数值，Lk为基站面阵天线中心点到干扰约束点k的无线信号传输路径损耗；(5)求解所述的立体覆盖优化模型，得到该扇区基站面阵天线的阵元激励权值矩阵，进而根据所述的阵元激励权值矩阵为基站面阵天线各阵元馈入相应的激励电流，以实现对扇区公共控制信号的立体覆盖控制。