一种快速合成智能天线广播波束的方法技术

本申请公开了一种快速合成智能天线广播波束的方法，包括：A、根据基站所处的实际环境，确定初始的目标广播赋形矢量w；B、根据目标广播赋形矢量w合成广播波束F；首次执行时，所述目标广播赋形矢量w为初始的目标广播赋形矢量w；C、判断是否满足：广播波束指向与预先设定的目标指向之差的绝对值小于第一阈值，波束宽度满足预期是指波束宽度与目标宽度之差的绝对值小于第二阈值；若是，执行步骤D，否则执行步骤E；D、利用该目标广播赋形矢量w更新系统的广播赋形因子并结束本流程；E、对目标广播赋形矢量w中的参数在其数值附近的一定范围进行微调，然后返回步骤C。本申请方案能够快速给出广播赋形因子，并且对优化场景的适应性强。

【技术实现步骤摘要】
一种快速合成智能天线广播波束的方法
本申请涉及移动通信
，尤其涉及一种快速合成智能天线广播波束的方法。
技术介绍
随着无线通信制式的不断增多，通信基站站址的选择越来越困难，很多站址可能不是网络规划中的最优地点。并且随着老百姓对电磁辐射的恐惧，在很多场景下越来越多的使用外观美化的天线，例如外观像园艺树木的天线，或者外观像广告标识的天线等等。这种外观美化的天线很难进行机械调整，从而在进行蜂窝组网时，会产生相邻扇区之间以及相邻小区之间的同频干扰，这种干扰对于无线通信会带来很大影响。针对该干扰进行优化的方案主要是调整天线的下倾角，方位角，而这种调整需要工人上站，成本较高，且风险较大。另外可以通过调整广播波束的指向、宽带等进行优化，这就需要对广播波束权值进行针对性的调整，这种调整属于软调整，成本低且效率高。众所周知，智能天线广播波束由单元波束综合而成，因此智能天线在出厂时厂家均会给出该天线对应的广播权值，该权值合成的广播波束以法线方向对称，且对波束宽度等具有严格要求。这种权值对于大多数的组网场景可以直接使用，但是对于某些特殊场景，比如不对称覆盖场景，会带来一些干扰问题。这样就需要根据实际应用场景进行快速优化，生成具有针对性的广播权值。目前智能天线广播波束的合成大多采用穷举搜索的方式，首先设计一个代价函数，然后利用模拟退火算法或遗传算法进行穷举搜索。这种方法的主要缺点是：搜索时间长，一般需要几个小时；代价函数的设计比较复杂；针对对称覆盖有效性强，而特殊覆盖的搜索难度大。
技术实现思路
本申请提供了一种快速合成智能天线广播波束的方法，能够快速给出广播赋形因子，并且对优化场景的适应性强。本申请实施例提供的一种快速合成智能天线广播波束的方法，包括：A、根据基站所处的实际环境，确定初始的目标广播赋形矢量w；B、根据目标广播赋形矢量w合成广播波束F；首次执行时，所述目标广播赋形矢量w为初始的目标广播赋形矢量w；C、判断是否满足：广播波束指向与预先设定的目标指向之差的绝对值小于第一阈值，波束宽度满足预期是指波束宽度与目标宽度之差的绝对值小于第二阈值；若是，执行步骤D，否则执行步骤E；D、利用该目标广播赋形矢量w更新系统的广播赋形因子并结束本流程；E、对目标广播赋形矢量w中的参数在其数值附近的一定范围进行微调，然后返回步骤C。较佳地，所述步骤A包括：A1、根据基站所处的实际环境，确定广播波束优化的目标参数，所述目标参数包括主波束指向θ，主波束宽度β；A2、根据主波束指向θ选定业务赋形矢量w1：根据主波束宽度β，选定天线厂家给出的广播赋形矢量w2；A3、根据所述业务赋形矢量w1和广播赋形矢量w2生成初始的目标广播赋形矢量w=w1×w2。3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述根据目标广播赋形矢量w合成广播波束F为根据如下公式合成广播波束F：其中，i为天线序号，N为天线总数，G为单元波束，AF为阵列因子。较佳地，所述第一阈值与第二阈值均为5度方向角。较佳地，步骤D进一步包括：对更新的赋形矢量w以赋形矢量w中模值最大的元素做归一化处理。从以上技术方案可以看出，本申请方案利用了常规广播波束和业务波束的特征，利用波束合成具有线性叠加特性，从而能快速实现适应实际应用场景的广播波束因子的搜索。附图说明图1为本申请实施例提供的快速合成智能天线广播波束的方法的实现流程示意图；图2为根据本申请实施例方案的得到的广播波束与原有广播波束对比图。具体实施方式为使本申请技术方案的技术原理、特点以及技术效果更加清楚，以下结合具体实施例对本申请技术方案进行详细阐述。本申请实施例以4单元线阵为例对本申请技术方案进行说明，本领域技术人员根据该说明可以毫无疑义地得到对于其他数目的单元线阵的合成智能天线广播波束的方案。本实施例提供的快速合成智能天线广播波束的方法的实现流程如图1所示，包括如下步骤：步骤101：根据基站所处的实际环境，确定广播波束优化的目标参数，主要包括主波束指向θ，主波束宽度β；步骤102：根据主波束指向θ选定业务赋形矢量w1：根据主波束宽度β，选定天线厂家给出的广播赋形矢量w2。本申请实施例给出一种业务赋形矢量w1的公式：w1=[exp(-1.5jkdcos(θ)),exp(-0.5jkdcos(θ)),exp(0.5jkdcos(θ)),exp(1.5jkdcos(θ))]，其中，j是复数因子，d为天线单元之间的距离，为波数。一般情况下，天线厂家对于不同的主波束宽度分别给出对应的广播赋形矢量，因此可以根据所需要的主波束宽度选择天线厂家给出的对应的广播赋形矢量。步骤103：根据所述业务赋形矢量w1和广播赋形矢量w2生成初始的目标广播赋形矢量w=w1×w2；步骤104：根据目标广播赋形矢量w合成广播波束F。本申请实施例给出一种合成广播波束F的公式：其中，i为天线序号，N为天线总数，G为单元波束，AF为阵列因子。步骤105：判断该广播波束的指向及波束宽度是否满足预期，若是，执行步骤106，否则执行步骤108。本申请实施例中，广播波束的指向满足预期是指广播波束指向与预先设定的目标指向之差的绝对值小于第一阈值，波束宽度满足预期是指波束宽度与目标宽度之差的绝对值小于第二阈值。其中，第一阈值与第二阈值均为5度方向角。步骤106：利用该目标广播赋形矢量w更新系统的广播赋形因子。步骤107：对更新的赋形矢量w以赋形矢量w中模值最大的元素做归一化处理，即w=w./max(abs(W))。这一步的作用是尽量使赋形矢量中的因子的模式最大，从而最大RRU通道的发射功率。即在保证广播波束形状的前提下，尽量提高覆盖。该步骤为可选步骤。步骤108：如果不能满足预期，对目标广播赋形矢量w中的参数在其数值附近的一定范围进行微调，然后返回步骤104。图2为根据本申请实施例方案的得到的广播波束与原有广播波束对比图。65度广播波束是天线出场时，天线厂家给定的广播赋形因子对应的波束图，它适合常规场景下的覆盖；右偏10度的广播波束是针对用户处于天线法线方向的右偏10度的场景，根据本申请技术方案得到的广播波束。从图2中可以看出，在右偏10度的场景下，本申请方案得到的广播波束整体增益要好于原有广播波束的整体增益。以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请的保护范围，凡在本申请技术方案的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速合成智能天线广播波束的方法，其特征在于，包括：A、根据基站所处的实际环境，确定初始的目标广播赋形矢量w；B、根据目标广播赋形矢量w合成广播波束F；首次执行时，所述目标广播赋形矢量w为初始的目标广播赋形矢量w；C、判断是否满足：广播波束指向与预先设定的目标指向之差的绝对值小于第一阈值，波束宽度满足预期是指波束宽度与目标宽度之差的绝对值小于第二阈值；若是，执行步骤D，否则执行步骤E；D、利用该目标广播赋形矢量w更新系统的广播赋形因子并结束本流程；E、对目标广播赋形矢量w中的参数在其数值附近的一定范围进行微调，然后返回步骤C。

【技术特征摘要】
1.一种快速合成智能天线广播波束的方法，其特征在于，包括：A、根据基站所处的实际环境，确定初始的目标广播赋形矢量w；B、根据目标广播赋形矢量w合成广播波束F；首次执行时，所述目标广播赋形矢量w为初始的目标广播赋形矢量w；C、判断是否满足：广播波束指向与预先设定的目标指向之差的绝对值小于第一阈值，波束宽度与目标宽度之差的绝对值小于第二阈值；若是，执行步骤D，否则执行步骤E；D、利用该目标广播赋形矢量w更新系统的广播赋形因子并结束本流程；E、对目标广播赋形矢量w中的参数在其数值附近的一定范围进行微调，然后返回步骤B；其中，所述步骤A包括：A1、根据基站所处的实际环境，确定广播波束优化的目标参数，所述目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕伯轩，施连峰，徐宁，陈邵青，陈达宁，
申请(专利权)人：普天信息技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11